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智能车双目视觉辅助GNSS定位方法研究 被引量:8
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作者 张奕然 郭承军 牛瑞朝 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第17期192-197,共6页
具有精确、稳定的定位结果以及合理的价格是未来的智能车辆导航系统的发展趋势。为了达到这个目标,人们建立了多种组合导航模型(GNSS/DR,GNSS/INS,GNSS/MM)。尽管这些模型已在多种不同环境中成功应用,但它们仍有许多缺陷,尤其是在全球... 具有精确、稳定的定位结果以及合理的价格是未来的智能车辆导航系统的发展趋势。为了达到这个目标,人们建立了多种组合导航模型(GNSS/DR,GNSS/INS,GNSS/MM)。尽管这些模型已在多种不同环境中成功应用,但它们仍有许多缺陷,尤其是在全球卫星导航系统(GNSS)定位精度受到威胁的区域。研究了一种通过双目视觉利用路标的地理位置信息对GNSS定位精度进行局部改良的方法。随机霍夫变换用于路标检测,SIFT算法与K均值算法将用于路标的匹配识别。双目视差计算智能车与路标之间的向量,从而建立辅助定位模型计算车辆的位置。利用实验车在一处复杂环境区域进行实时数据采集,通过计算出的双目视觉定位误差与GNSS定位误差对比分析,验证了该方法在路标可见范围内对GNSS定位结果有明显改善。 展开更多
关键词 智能车辆导航 复杂环境 全球卫星导航系统 双目视觉辅助定位系统
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基于稀疏匹配的机床零件瑕疵投影辅助视觉检测方法 被引量:1
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作者 罗虎辉 张春良 +1 位作者 龙尚斌 岳夏 《机床与液压》 北大核心 2024年第7期39-48,共10页
机械臂在自动精准打磨机床零件前需要对机床零件进行特征识别,传统激光点阵扫描精度高,但设备成本高昂而难以规模应用。引入固定式投影产生扫描线图、棋盘格图和随机灰度图等特征作为测量辅助,并结合双目立体视觉测量对零件瑕疵进行检测... 机械臂在自动精准打磨机床零件前需要对机床零件进行特征识别,传统激光点阵扫描精度高,但设备成本高昂而难以规模应用。引入固定式投影产生扫描线图、棋盘格图和随机灰度图等特征作为测量辅助,并结合双目立体视觉测量对零件瑕疵进行检测,改善了传统双目视觉针对光滑平面零件难以识别特征进行立体匹配的情况。分析结果与激光点阵扫描结果进行精度校验。同时,通过5种经典局部立体匹配算法与所提方法进行精度比较,并对辅助图的关键参数进行精度关联分析。最后,引入自适应算法对所提方法进行优化以提高识别精度。结果表明:随机灰度图能够显著提高匹配精度,扫描线优化与子像素拟合能够进一步提高匹配精度,扫描线法与棋盘格法优化后精度提高较大,新方法可有效识别平面零件的瑕疵特征,检测精度达标区域占比大于98%。 展开更多
关键词 双目视觉 投影图辅助 立体匹配 机床零件打磨
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基于视觉辅助定位的机械臂运动学参数辨识研究 被引量:5
3
作者 王晨学 平雪良 徐超 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期27-34,共8页
标定机器臂的运动学参数可以有效提高机械臂的绝对定位精度。针对一般平面约束标定方法往往通过手动示教获取测量数据,效率低,提出一种基于视觉辅助定位约束平面的机械臂运动学参数辨识方法。为了弥补双目视觉视场范围狭小的弊端,在约... 标定机器臂的运动学参数可以有效提高机械臂的绝对定位精度。针对一般平面约束标定方法往往通过手动示教获取测量数据,效率低,提出一种基于视觉辅助定位约束平面的机械臂运动学参数辨识方法。为了弥补双目视觉视场范围狭小的弊端,在约束平面上粘贴3个靶点,以此将对平面的定位等效成对靶点的定位。应用双目视觉系统提取靶点中心并进行立体匹配,得到靶点在机械臂基坐标系下的三维位置信息;同时构建靶点坐标系,以此规划出按一定规律分布的约束点;为了进一步提高标定精度,建立双平面约束误差模型,通过两垂直平面上任意非共线的3个点得到一系列法向量,每一对法向量的数量积为0,即增加了约束方程;利用机械臂对相互垂直的两约束平面自动进行接触式测量,通过改进的最小二乘法辨识出真实的运动学参数误差。实验结果表明,基于双平面约束误差模型,修正运动学参数后,机械臂绝对位置精度由1.234mm提高到了0.453 mm。该方法实现了数据的自动化测量,大大提高了标定效率,为机械臂批量标定提供了参考,具有工程意义。 展开更多
关键词 机械臂 运动学标定 平面约束 双目视觉 辅助定位
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基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位研究 被引量:6
4
作者 王学 周红旭 +1 位作者 张雷 王华英 《工矿自动化》 北大核心 2022年第7期43-51,57,共10页
针对现有掘进机无法实时定位、定位不准确、视觉定位中相机视野被遮挡导致定位失败等问题,提出了一种将基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案。在悬臂式掘进机机身与机臂安装近红外LED标靶,以LED作为近红外标靶构建掘进机特征... 针对现有掘进机无法实时定位、定位不准确、视觉定位中相机视野被遮挡导致定位失败等问题,提出了一种将基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案。在悬臂式掘进机机身与机臂安装近红外LED标靶,以LED作为近红外标靶构建掘进机特征信息,通过图像处理、位姿解算实现掘进机机身与截割部的三维空间定位。双目立体视觉相机安装在巷道顶部,随着掘进机不断推进,掘进机与双目立体视觉相机距离逐渐增加,造成双目图像获取失败,进而导致视觉解算截割部位姿失败。针对该问题,引入基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的掘进机截割部磁场辅助定位方法。在掘进机机身两侧安装三轴数字磁场计,并在机臂处安装永磁体,以磁场的强度分量和双目立体视觉相机获取的位姿数据作为训练数据,构建1D-CNN模型,输出在视觉测量失效情况下掘进机截割部位姿。从深度信息和掘进机机身及截割部位姿2个方面对基于近红外双目立体视觉的悬臂式掘进机定位方案进行实验,结果表明:机身测量误差在±11 mm以内,相对误差在0.4%以内。截割部测量误差在±50 mm以内,相对误差在1%以内;掘进机机身与截割部间的相对位姿误差在±2.5°以内,俯仰角的均方根误差为根0.930 1°,偏航角的均方根误差为0.922 0°。上述误差在巷道作业允许范围内,验证了该方案的有效性和可靠性。对基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法进行了有效性验证,为模拟井下复杂磁场环境,在掘进机附近随机添加干扰磁源,结果表明:该方法对掘进机截割部俯仰角、偏航角、翻滚角的预测值与测量的真实值基本吻合,预测的俯仰角、偏航角、翻滚角决定系数分别为0.992 4,0.995 9,0.917 4,说明基于1D-CNN的掘进机截割部磁场辅助定位方法能够较好地满足在视觉定位失效下的掘进机定位需求。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 截割部位姿 截割部实时定位 近红外双目视觉 位姿解算 一维卷积神经网络 磁场辅助定位
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杭白菊采摘机器人识别与定位系统研究
5
作者 Yang Q H Chang C +2 位作者 Bao G J Fan J Xun Y 《中国农业文摘(农业工程)》 2019年第2期F0003-F0003,共1页
对杭白菊的快速识别和立体定位系统进行研究。该系统主要有三部分组成。第一部分,为了满足杭白菊的采摘质量要求,设计了一种三自由度的杭白菊采摘机械结构。第二部分,根据HSV颜色空间的分割,提出了一种基于S分量的快速FCM(模糊C均值)算... 对杭白菊的快速识别和立体定位系统进行研究。该系统主要有三部分组成。第一部分,为了满足杭白菊的采摘质量要求,设计了一种三自由度的杭白菊采摘机械结构。第二部分,根据HSV颜色空间的分割,提出了一种基于S分量的快速FCM(模糊C均值)算法,将目标对象从背景中提取出来。第三部分,采用双目立体视觉来获取三维坐标信息。根据杭白菊的形状特征,选用花蕊的中心点作为特征点来匹配左右图像。 展开更多
关键词 采摘机器人 定位系统 快速识别 杭白菊 HSV颜色空间 双目立体视觉 模糊C均值 采摘质量
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基于三坐标测量仪的双目视觉物体测量及数据分析
6
作者 张学昌 邵建敏 方毅 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2004年第2期31-33,共3页
提出了一种基于三坐标测量仪进行零件尺寸测量的双目视觉方法,采用棋盘格对系统进行标定,运用数据处理技术对图像进行二值化及轮廓处理,并对测量数据进行分析,得出影响测量数据误差分布的原因.通过试验分析其测量误差不超过1mm,可以满... 提出了一种基于三坐标测量仪进行零件尺寸测量的双目视觉方法,采用棋盘格对系统进行标定,运用数据处理技术对图像进行二值化及轮廓处理,并对测量数据进行分析,得出影响测量数据误差分布的原因.通过试验分析其测量误差不超过1mm,可以满足物体形状分辨的要求. 展开更多
关键词 三坐标测量仪 双目视觉 物体测量 数据分析 零件尺寸 误差分析 计算机辅助检测
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面向机器人辅助神经外科手术的视觉标定方法 被引量:4
7
作者 朱艳菊 孟偲 +2 位作者 刘静华 王田苗 丑武胜 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2004年第11期69-74,共6页
针对无框架图像引导的机器人辅助神经外科手术中的空间标定问题,提出了一种非接触式的标定方法,该方法利用双目立体视觉技术,实现临床手术中的病人头部标记点(Mark点)的标定任务。大量实验和数据分析验证了该视觉标定方法的精度,保... 针对无框架图像引导的机器人辅助神经外科手术中的空间标定问题,提出了一种非接触式的标定方法,该方法利用双目立体视觉技术,实现临床手术中的病人头部标记点(Mark点)的标定任务。大量实验和数据分析验证了该视觉标定方法的精度,保证了该方法应用于神经外科临床手术的可靠性。该方法与传统的接触式标定相比,具有安全性高、易于操作、可实时更新数据等优点。 展开更多
关键词 机器人辅助 神经外科手术 临床手术 术中 标记点 图像引导 双目立体视觉 实时 标定方法 数据
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融合优选图案的深度学习目标识别及定位技术 被引量:6
8
作者 王立鹏 张智 +1 位作者 苏丽 聂文昌 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期549-555,共7页
为提高复杂环境下视觉系统目标识别和定位精度,本文以深度学习方法为基础,结合辅助图案,提出基于双目视觉系统的卷积神经网络目标识别及定位方法。构建基于Faster Rcnn的网络学习框架,结合具体问题,确定ZF及RPN网络参数;提出图案可分类... 为提高复杂环境下视觉系统目标识别和定位精度,本文以深度学习方法为基础,结合辅助图案,提出基于双目视觉系统的卷积神经网络目标识别及定位方法。构建基于Faster Rcnn的网络学习框架,结合具体问题,确定ZF及RPN网络参数;提出图案可分类性概念及其量化评价指标,制定图案优选策略并确定优选图案集;将双目视觉与基于优选图案的深度学习方法相结合,设计复杂环境下三维空间目标识别与定位方法。开展多工况的实际试验。结果表明:本文算法具有较高的识别物体及定位位姿的能力,且具有较好的实用性和鲁棒性。 展开更多
关键词 深度学习 图案分类 辅助图案 优选图案 双目视觉 卷积神经网络 目标识别 定位
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高能电子束冲击试验靶标监测系统研制
9
作者 徐振 谷松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第B12期49-52,共4页
高能电子束进行韧质辐射靶标冲击试验时,靶标定位监测系统需要监测靶标重复定位位置的变化,记录靶标冲击试验时所产生的动态图像。首先,根据双目视觉原理,设计了靶标重复定位辅助系统,监测靶标空间位置的变化;然后,根据使用工况要求,设... 高能电子束进行韧质辐射靶标冲击试验时,靶标定位监测系统需要监测靶标重复定位位置的变化,记录靶标冲击试验时所产生的动态图像。首先,根据双目视觉原理,设计了靶标重复定位辅助系统,监测靶标空间位置的变化;然后,根据使用工况要求,设计了用于观测靶标冲击试验的ICCD镜头,实时记录靶标的动态图像;最后,通过搭建靶标监测系统测试平台,针对靶标重复定位辅助系统的定位精度和ICCD镜头的分辨率等参数进行了测试。试验结果表明,靶标重复定位辅助系统的空间位置定位精度为2%,ICCD镜头分辨率优于600 lp/mm。因此,该监测系统能够满足高能电子束试验中的靶标精确定位和靶标动态图像的使用要求。 展开更多
关键词 定位系统 双目视觉 ICCD镜头 韧质辐射靶
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基于阈值和权重Census变换的煤矿井下图像立体匹配算法 被引量:3
10
作者 杨春雨 宋子儒 张鑫 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期216-225,共10页
双目图像立体匹配是实现煤矿井下无人辅助运输车自主避障和视觉侦察的关键技术,但煤矿井下高粉尘、光照条件不稳定等因素会导致视觉传感器采集到的图像产生椒盐噪声,使得立体匹配的误匹配率很高。为此,提出一种基于阈值和权重相结合Cen... 双目图像立体匹配是实现煤矿井下无人辅助运输车自主避障和视觉侦察的关键技术,但煤矿井下高粉尘、光照条件不稳定等因素会导致视觉传感器采集到的图像产生椒盐噪声,使得立体匹配的误匹配率很高。为此,提出一种基于阈值和权重相结合Census立体匹配算法,减少椒盐噪声对立体匹配影响。具体改进包括:①先对支持窗口内所有像素的灰度值进行阈值处理,去除支持窗口内灰度值极大和极小的像素点,解决异常值对加权融合的影响;②再将中心点对应的4条斜对角像素进行加权融合代替中心点像素,选择中心像素点4条斜对角线上的像素点,步长取1~3,根据对应的步长分别赋予0.7、0.2、0.1的权重,将这12个像素点中有效的像素点分别乘上对应权重,然后除以有效权重之和,得到经过加权处理后的中心像素点值,解决传统算法对Census变换窗口中心点依赖的问题,从而提高匹配精度。试验结果表明:基于阈值和权重Census代价计算全部区域的误匹配率相比传统Census算法降低了5.64%;相比基于均值Census算法降低了1.71%,且在不同噪声下全部区域的误匹配率相比传统Census算法降低了15.93%;相比基于均值Census算法降低了16.62%;而在非遮挡区域,算法的误匹配率相对于传统Census算法降低17.19%,相对于基于均值Census算法降低18.11%。所提出的基于阈值和权重相结合Census立体匹配算法有效的增强了抗噪声的鲁棒性,降低了误匹配率,提高了匹配精度。 展开更多
关键词 无人辅助运输车 双目视觉 Census变换 椒盐噪声 立体匹配
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基于V-视差法的道路区域检测算法研究 被引量:4
11
作者 李春明 耿永鹏 远松灵 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第1期107-112,共6页
针对当前基于双目视觉的道路环境分析实时性差、检测不准确等问题,提出了一种改进V视差法的道路区域检测算法。该算法首先对原始图片进行车道线检测确定道路消失点,从而确定图像的感兴趣区域。然后,使用极大最小值约束获取V视差图中的斜... 针对当前基于双目视觉的道路环境分析实时性差、检测不准确等问题,提出了一种改进V视差法的道路区域检测算法。该算法首先对原始图片进行车道线检测确定道路消失点,从而确定图像的感兴趣区域。然后,使用极大最小值约束获取V视差图中的斜线,从而提取道路区域。实验结果表明,由于该方法在确定感兴趣区域后计算原始视差图,因此,速度提高了29.71%,且相对于传统V视差法,算法更好地实现了路面分割;同时,障碍物检测的精确率和召回率两个指标分别提高了2.165%和4.837%。基于该算法具有良好的准确性和实时性,能有效识别道路中的障碍物,因此,可以为车辆提供可行驶区域以及为驾驶员提供辅助作用。 展开更多
关键词 双目视觉 辅助驾驶 道路检测 感兴趣区域 V视差图
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融合超像素3D与Appearance特征的可行驶区域检测 被引量:2
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作者 刘丹 马世霞 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期293-297,共5页
为实现基于计算机视觉的自动驾驶和高级辅助驾驶,需要对车辆前方的可行驶区域进行实时检测。可行驶区域的检测是图像分割问题,而目前主流的基于深度学习模型的Scene Parse方案,在实际应用中不能满足实时性要求。为此,构建一个超像素Appe... 为实现基于计算机视觉的自动驾驶和高级辅助驾驶,需要对车辆前方的可行驶区域进行实时检测。可行驶区域的检测是图像分割问题,而目前主流的基于深度学习模型的Scene Parse方案,在实际应用中不能满足实时性要求。为此,构建一个超像素Appearance与3D特征融合的检测框架,实现从粗分割到细分割的两步分割流程。其中粗分割是基于RANSAC的快速平面估计,细分割则是基于粗分割路面估计概率的条件随机场模型,采用超像素进行加速。实验结果表明,该框架在Cityscape数据集上精确度和召回率超过90%,性能与SegNet,FCN 16 Scene Parsing相当,可满足X86平台和ARM平台的实时应用要求。 展开更多
关键词 自动驾驶 高级辅助驾驶系统 超像素 双目视觉 特征融合 可行驶区域
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