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基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究 被引量：30
1
作者 张慧娟 熊芝 +1 位作者 劳达宝 周维虎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期180-185,共6页
利用计算机视觉进行姿态测量的方法已广泛应用于现代控制、导航、跟踪等多个领域中。研究并设计了一种基于P4P矩形分布的平面靶标和EPNP算法结合的单目视觉姿态测量方法。首先,利用单相机获取平面靶标图像,经图像处理后得到四个特征点... 利用计算机视觉进行姿态测量的方法已广泛应用于现代控制、导航、跟踪等多个领域中。研究并设计了一种基于P4P矩形分布的平面靶标和EPNP算法结合的单目视觉姿态测量方法。首先,利用单相机获取平面靶标图像,经图像处理后得到四个特征点的像素坐标,并使用EPNP算法进行姿态解算;其次,对姿态角测量误差进行了仿真分析,为提高姿态测量精度提供了理论指导和依据;最后,提出一种与高精度二维转台结合的坐标系配准方法,利用该方法对三个方向姿态角精度进行验证。实验结果表明:当绕x和y轴的转动角度在[-6°, 6°]时,姿态测量误差小于0.1°,可以满足测量应用需求。 展开更多
关键词 计算机视觉 姿态 epnp 平面靶标
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基于改进的YOLOv3与EPnP算法的几何体位姿估计 被引量：1
2
作者 郭雨 许德章 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第6期11-16,共6页
针对机器人动态几何体模型抓取操作中存在对模型检测和位姿估计的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3算法和EPnP算法相结合的几何体模型位姿估计方法。首先为提升YOLOv3算法的检测效果,采用完全交并比损失函数(CIOU)计算位置回归损失,同... 针对机器人动态几何体模型抓取操作中存在对模型检测和位姿估计的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3算法和EPnP算法相结合的几何体模型位姿估计方法。首先为提升YOLOv3算法的检测效果,采用完全交并比损失函数(CIOU)计算位置回归损失,同时引入通道注意力机制(ECAnet),运用网络自适应性注意重要信息,调整特征图。其次预测几何体模型3D虚拟控制点的2D像素坐标,利用EPnP算法求解目标物体的位姿。实验结果表明,与传统的YOLOv3算法相比,改进的YOLOv3算法mAP和F1性能分别提高了约6%和3%,并且能够较好的得到模型的中心和3D边框尺寸,有较好的位姿估计精度,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 改进YOLOv3 epnp算法 位姿估计
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惯导与视觉信息融合的掘进机精确定位方法 被引量：4
3
作者 毛清华 周庆 +2 位作者 安炎基 薛旭升 杨文娟 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期236-248,共13页
针对煤矿巷道复杂环境下掘进机精确定位难题,提出了一种惯导与视觉融合的掘进机精确定位方法,该方法采用惯导与“视觉+激光标靶”的定位方案。该方案将设计的四特征点大尺寸激光标靶固定于巷道顶板,相机固定于掘进机机身采集激光标靶图... 针对煤矿巷道复杂环境下掘进机精确定位难题,提出了一种惯导与视觉融合的掘进机精确定位方法,该方法采用惯导与“视觉+激光标靶”的定位方案。该方案将设计的四特征点大尺寸激光标靶固定于巷道顶板,相机固定于掘进机机身采集激光标靶图像,并运用圆拟合法定位光斑中心和基于四特征点的EPnP算法解算掘进机位置。为了验证“视觉+激光标靶”方法对掘进机位置检测效果,在模拟掘进工作面环境下开展了“视觉+激光标靶”位置检测试验,结果表明:在30 m内沿巷道宽度方向、掘进方向、高度方向最大误差不超过28.549 mm、78.868 mm、44.459 mm,实现了掘进机位置精确检测。针对惯导测量掘进机位姿误差随时间累积和掘进机振动对组合定位系统产生干扰导致位姿检测不准问题,提出改进Sage-Husa自适应滤波的惯导与视觉信息融合方法,该方法通过检测新息方差值修正量测误差来提高定位准确性。在模拟掘进工作面环境下开展了惯导与“视觉+激光标靶”组合定位实验,采用改进前后Sage-Husa自适应滤波算法融合惯导与视觉信息进行对比分析,结果表明:改进后Sage-Husa自适应滤波算法融合得到的定位误差更小,俯仰角、横滚角、航向角最大误差分别为0.029°、0.051°、0.0113°,在距离激光标靶30 m内巷道宽度位置误差在0.033 m范围内,巷道掘进方向位置误差在0.062 m范围内。所提出的惯导与视觉融合定位方法能够满足巷道掘进定位精度要求。 展开更多
关键词 掘进机定位 惯导 机器视觉 epnp Sage-Husa自适应滤波
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煤矿井下移动机器人激光标靶定位方法研究
4
作者 马宏伟 苏浩 +7 位作者 薛旭升 李超 郭逸风 王星 周文剑 崔闻达 喻祖坤 成佳帅 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期60-73,共14页
针对煤矿井下巷道中移动机器人受环境影响,位姿感知难、定位精度低等难题,提出了一种以激光标靶作为定位基准的移动机器人精确定位方法。根据巷道环境特征与激光追踪检测原理,提出激光标靶网络分布式部署策略,构建基于激光标靶网络与激... 针对煤矿井下巷道中移动机器人受环境影响,位姿感知难、定位精度低等难题,提出了一种以激光标靶作为定位基准的移动机器人精确定位方法。根据巷道环境特征与激光追踪检测原理,提出激光标靶网络分布式部署策略,构建基于激光标靶网络与激光追踪器的机身定位检测平台;依据已知巷道空间信息与激光标靶位置信息,构建巷道坐标系及位置信息数据库并内置于激光标靶,利用定位检测平台解算激光标靶在激光发射器坐标系下的实际位置信息,建立激光标靶在巷道坐标系与机身坐标系的关联关系;通过提取数据库中激光标靶的4个特征点坐标信息,将其作为输入数据引入激光发射器与激光标靶定位模型,通过EPnP (Efficient Perspective-n-Point)算法求解机身位置信息,并以激光标靶巷道坐标与实测坐标最小残差平方和表征机身位置误差,构建机身位置误差模型,利用列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt, L-M)算法最小化机身位置误差,通过空间坐标转换得到移动机器人在巷道坐标系的精确位置信息。经试验验证:移动机器人沿巷道方向、宽度方向和高度方向位置测量最大误差小于11.33、8.12、8.57 mm;动态轨迹测量试验的实际位置与理论位置误差在巷道方向、宽度方向、高度方向最大误差率为2.74%、3.14%、2.36%,且保证了在转弯的复杂巷道中机身定位的稳定测量,满足煤矿井下移动机器人定位精度要求。 展开更多
关键词 煤矿井下 移动机器人定位 激光标靶 epnp Levenberg–Marquardt(L-M)算法
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基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法 被引量：7
5
作者 许允喜 蒋云良 陈方 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期104-110,共7页
运动估计算法是影响立体视觉定位精度的重要因素,传统的3D-3D运动估计算法受噪声影响很大,计算精度不高。本文提出了一种基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法。算法不使用运动后的特征点3D坐标,而直接利用其2D图像投影坐标。首先,... 运动估计算法是影响立体视觉定位精度的重要因素,传统的3D-3D运动估计算法受噪声影响很大,计算精度不高。本文提出了一种基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法。算法不使用运动后的特征点3D坐标,而直接利用其2D图像投影坐标。首先,利用EPnP运动估计算法确定匹配内点和初始运动参数。接着,利用双目相机之间的2D投影几何约束,提出了基于Levenberg-Marquardt算法的2×2D-3D运动参数优化算法,利用确定的匹配内点和初始运动参数,使特征点在立体相机左右图像上的再投影误差最小,从而达到最优的立体相机2D-3D运动估计。仿真实验和户外真实实验表明:本文算法获得了很高的计算精度、鲁棒性,大大优于传统的基于3D-3D运动估计的立体视觉定位算法。 展开更多
关键词 运动估计 立体视觉 视觉定位 epnp算法
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SLAM过程中的机器人位姿估计优化算法研究 被引量：6
6
作者 禹鑫燚 朱熠琛 +1 位作者 詹益安 欧林林 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2018年第8期712-718,共7页
为了在图像位姿估计过程中充分利用更多空间点信息及减少噪声的影响,本文提出了一种基于EPnP算法的相机位姿估计优化方法。该方法先基于EPnP算法估计相机位姿,再把得到的相机位姿和空间点位置都作为优化变量,与相机的观测数据一起构建... 为了在图像位姿估计过程中充分利用更多空间点信息及减少噪声的影响,本文提出了一种基于EPnP算法的相机位姿估计优化方法。该方法先基于EPnP算法估计相机位姿,再把得到的相机位姿和空间点位置都作为优化变量,与相机的观测数据一起构建关于相机位姿的最小二乘优化问题,进行BA优化,来提高位姿的精确度。同时在SLAM后端对不同时刻视觉里程计的位姿和回环检测的信息进行优化,再把优化后的相机位姿作为观测数据和激光雷达信息进行融合,从而进一步提高SLAM过程的可靠性。实验结果证明了本文所提出的算法在机器人室内自定位和建图方面的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 位姿估计 epnp 最小二乘 SLAM后端 回环检测
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基于跑道灯光的计算机视觉辅助无人机着陆 被引量：4
7
作者 李飞 谭乐祖 唐亮 《兵工自动化》 2012年第1期11-13,36,共4页
针对夜间无人机着陆时标准跑道的灯光会加重图像处理的难度问题,提出一种利用跑道灯光辅助着陆的机器视觉方法。该方法参考标准跑道灯光设置,提取跑道灯光直线特征,对EPnP方法进行扩展,将直线特征表示成跑道平面上3个控制点的加权形式,... 针对夜间无人机着陆时标准跑道的灯光会加重图像处理的难度问题,提出一种利用跑道灯光辅助着陆的机器视觉方法。该方法参考标准跑道灯光设置,提取跑道灯光直线特征,对EPnP方法进行扩展,将直线特征表示成跑道平面上3个控制点的加权形式,利用奇异值分解的方法求出控制点在相机坐标系中的坐标,最后使用正交化方法解算出无人机相对于跑道的位置和姿态,为无人机着陆提供了引导信息。仿真结果表明:在距机场距离较远时,该方法能有效地引导其自主着陆。 展开更多
关键词 视觉 着陆 位姿估计 epnp方法
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面向装配对接的双视觉测量试验系统优化标定方法
8
作者 孔军 李强 +3 位作者 王陆明 刘昊曈 王宝俊 崔海华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第12期14-20,共7页
针对航空航天、轨道交通零部件装配对接测量与定位过程,为解决测量视场范围大、多种测量设备组合使用步骤烦琐等问题,对面向装配对接的双视觉测量系统标定方法进行了研究。通过构建双视觉测量系统模型,分析系统间各相机参数的关系,在单... 针对航空航天、轨道交通零部件装配对接测量与定位过程,为解决测量视场范围大、多种测量设备组合使用步骤烦琐等问题,对面向装配对接的双视觉测量系统标定方法进行了研究。通过构建双视觉测量系统模型,分析系统间各相机参数的关系,在单个双目系统中引入闭环约束,结合LM算法对单个双目系统中的相机参数进行优化,另外采用改进的EPnP算法对双视觉系统进行标定,并结合自行设计的双面一维靶标完成了双视觉系统的全局标定和坐标转换。模拟对接试验的结果表明,该优化标定算法在精度上优于传统算法,并在使用过程中简化测量步骤,提高测量效率。 展开更多
关键词 装配对接 双视觉测量系统 LM算法 标定方法 epnp算法
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基于神经网络的飞行员头位跟踪方法研究
9
作者 张立民 姜杰 +1 位作者 方伟 刘凯 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期88-93,共6页
针对飞行员座舱模拟训练中,传统的头位检测跟踪技术存在的头位检测精度不高、实时性不强、易受外界干扰等问题,结合深度学习方法,提出了一种基于级联卷积神经网络的头位检测跟踪方法。首先结合计算机视觉手段,对拍摄到的飞行员座舱内连... 针对飞行员座舱模拟训练中,传统的头位检测跟踪技术存在的头位检测精度不高、实时性不强、易受外界干扰等问题,结合深度学习方法,提出了一种基于级联卷积神经网络的头位检测跟踪方法。首先结合计算机视觉手段,对拍摄到的飞行员座舱内连续视频图像进行预处理,然后经过三层级联卷积神经网络对处理过的图像进行特征提取,检测人脸,同时完成脸部特征点标记,最后通过EPNP算法对标记过的人脸进行空间坐标解算,得到飞行员的头部姿态角,最终完成对飞行员头位的检测跟踪。实验结果表明,基于卷积神经网络的方法相比于传统方法检测精度高、实时性好、鲁棒性强。 展开更多
关键词 头位检测跟踪 卷积神经网络 特征点标记 epnp
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基于四对匹配点的相机外参标定
10
作者 智桐 郭恩特 +1 位作者 刘思宁 许新楷 《广播电视网络》 2022年第8期121-125,共5页
作为几何计算机视觉的基石,相机标定是近年来国内外研究的热点。针对目前流行的张氏标定法和PnP,本文提出了基于四对匹配点的P3P外参标定方法,其只需要利用最少且精确的点就能实现对相机位姿的估计。本文将此方法与张氏标定法、EPnP方... 作为几何计算机视觉的基石,相机标定是近年来国内外研究的热点。针对目前流行的张氏标定法和PnP,本文提出了基于四对匹配点的P3P外参标定方法,其只需要利用最少且精确的点就能实现对相机位姿的估计。本文将此方法与张氏标定法、EPnP方法进行了对比。此外,还建立了两种新颖且标准的模型(生成模型和现实模型),模拟了一种噪声类型可控的生成场景测试,测试了不同噪声对外参标定性能的影响。采用的算法精度评价指标是相对位姿误差。测试结果表明,在生成模型中的量化噪声、图像噪声,以及在参数估计误差测试下,P3P外参标定的精度与EPnP相近,但比张氏标定法精度高;在现实模型下利用重投影精度、点与点之间的距离误差,展现了P3P强大的稳定性和高效的准确性。 展开更多
关键词 相机标定 P3P 张氏标定法 epnp 相对位姿误差
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