深中通道沉管隧道最终接头水下定位技术研究

1

作者 锁旭宏 闫浩文 +6 位作者 李振洪 张德津 苏小宁 刘兆权 田霖 管明雷 马华川 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第7期1370-1377,共8页

为解决深中通道沉管隧道“水下整体推出式”最终接头在复杂水下环境中的毫米级实时定位难题,提出一种基于双目摄影视觉定位与水下拉线测角测距的组合定位方法。该方法通过双目摄影系统和水下拉线系统分别获取最终接头在推出过程中的姿... 为解决深中通道沉管隧道“水下整体推出式”最终接头在复杂水下环境中的毫米级实时定位难题,提出一种基于双目摄影视觉定位与水下拉线测角测距的组合定位方法。该方法通过双目摄影系统和水下拉线系统分别获取最终接头在推出过程中的姿态与位置数据,并结合管内贯通测量成果,实现最终接头高精度的水下实时定位。其中,双目摄影系统通过照相机实时捕捉特征点的三维位移,水下拉线系统通过激光测角与编码器测距,使用角度和距离实时解算特征点三维坐标。开发包含硬件、软件与协议的管节定位监测系统,其中,硬件集成摄影-拉线组合单元与同步控制器,软件构建三维可视化界面与数据管理平台,实现了半封闭空间内三维姿态的实时监测与冗余测量。经陆上推退试验、水下重载推出试验及现场应用,该系统定位精度在10 mm以内,满足最终接头安装的精度要求。该方法突破了传统GNSS-RTK测量塔定位系统在水下狭小半封闭受限空间难以应用的困境,同时打破了传统GNSS-RTK与声呐技术于此类空间的应用瓶颈,为水下环境中大吨位构件的安装提供了高精度动态定位可行方案。 展开更多

关键词 深中通道 沉管隧道 最终接头 双目摄影 水下拉线

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基于双目系统的海面远距离测距研究 被引量：1

2

作者 郑海霖 崔亚奇 《现代电子技术》 北大核心 2024年第15期151-156,共6页

为适应未来无人船发展趋势,发现并定位海上远距离目标,采用YOLOV8和局部立体匹配方法,提出一种双目视觉远距离定位技术方案。首先对双目相机进行标定;然后采用YOLOV8算法对海上目标进行检测;进一步通过局部立体匹配,对两个相机检测目标... 为适应未来无人船发展趋势,发现并定位海上远距离目标,采用YOLOV8和局部立体匹配方法,提出一种双目视觉远距离定位技术方案。首先对双目相机进行标定;然后采用YOLOV8算法对海上目标进行检测;进一步通过局部立体匹配,对两个相机检测目标进行局部特征提取和局部特征匹配;最后基于匹配结果,根据双目视觉原理计算所匹配目标的距离。实验结果表明:该技术方案对距离为100~300 m、300~500 m、500~700 m、700~900 m的目标测距平均精度分别为90%、84%、75%、60%,处理速度为20 PFS。与传统方法相比,所提方法直接聚焦海面目标,只对局部像素进行立体匹配,具有运行速度快、定位效果好的优势。 展开更多

关键词 目标检测 立体匹配 双目系统 定位 远距离测距 YOLO AIS 相机标定

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双目立体视觉测量系统的标定 被引量：84

3

作者 杨景豪 刘巍 +2 位作者 刘阳 王福吉 贾振元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期300-308,共9页

考虑传统的自标定方法虽然无需场景信息即可实现摄像机标定,但是标定精度较低,故本文提出了一种新的大视场双目视觉测量系统自标定方法。该方法无需高精度标定板或者标定物,仅需利用空间中常见的平行线和垂直线建立摄像机参数与特征线... 考虑传统的自标定方法虽然无需场景信息即可实现摄像机标定,但是标定精度较低,故本文提出了一种新的大视场双目视觉测量系统自标定方法。该方法无需高精度标定板或者标定物,仅需利用空间中常见的平行线和垂直线建立摄像机参数与特征线间的约束方程,即可实现摄像机的内参数与旋转矩阵标定;同时利用空间中距离已知的3个空间点即可线性标定两摄像机间的平移向量。通过标定实验对本文提出的方法进行了验证。结果表明:该方法标定精度能够达到0.51%,可以较高精度地标定双目测量系统。由于避免了大视场测量系统标定中大型标定物制造困难,以及摄像机自标定过程中算法冗杂,标定精度不高等问题,该方法操作简便,精度较好,适用于大视场双目测量系统的在线标定。 展开更多

关键词 视觉测量 大视场 立体视觉 双目视觉测量系统 摄像机标定

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双目视觉系统测量精度分析 被引量：50

4

作者 肖志涛 张文寅 +2 位作者 耿磊 张芳 吴骏 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期6-11,共6页

针对双目视觉系统测量精度的问题,本文提出并建立了双目视觉系统误差分析模型,分析了摄像机标定精度、镜头参数及系统结构参数对系统测量精度的影响,并结合实验证明了理论的正确性。实验表明,在标定板均匀分布于具有较大深度范围系统的... 针对双目视觉系统测量精度的问题,本文提出并建立了双目视觉系统误差分析模型,分析了摄像机标定精度、镜头参数及系统结构参数对系统测量精度的影响,并结合实验证明了理论的正确性。实验表明,在标定板均匀分布于具有较大深度范围系统的整个可视区域时,增加标定图像数目能有效提高系统精度;在保证系统有效视场的前提下,增大基线距能有效的提高系统测量精度;相机光轴与基线夹角在[55o^70o]取值时,系统测量精度较高。 展开更多

关键词 双目视觉 误差分析 摄像机标定 镜头景深

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面向机器人抓取的双目视觉系统标定与目标位姿估计算法 被引量：12

5

作者 江士雄 曹丹华 吴裕斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第11期110-113,共4页

在双目视觉抓取系统中,首要任务是解决相机标定以及目标位姿估计问题。针对工业应用场景,文中提出了一种基于灭点一致性约束的相机标定算法,并利用目标的双目图像立体匹配结果,通过改进迭代最近点算法实现目标位姿估计。实验结果表明:... 在双目视觉抓取系统中,首要任务是解决相机标定以及目标位姿估计问题。针对工业应用场景,文中提出了一种基于灭点一致性约束的相机标定算法,并利用目标的双目图像立体匹配结果,通过改进迭代最近点算法实现目标位姿估计。实验结果表明:该系统能够有效地估计目标位姿,目标位姿估计的平移与角度误差均能满足抓取需求。 展开更多

关键词 相机标定 双目视觉系统 位姿估计 嵌入式平台

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双目立体测量系统标定及精度评价 被引量：5

6

作者 张鑫 习俊通 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2014年第7期160-163,共4页

摄像机标定是双目立体测量系统的基础,标定精度也最终影响着整个系统的测量精度。Zhang提出的平面模板标定法通过采用一种具有特征点的平面靶标来进行标定,操作简便,精度高。关于此方法,不同类型的靶标具有的特征点提取精度也不同,从而... 摄像机标定是双目立体测量系统的基础,标定精度也最终影响着整个系统的测量精度。Zhang提出的平面模板标定法通过采用一种具有特征点的平面靶标来进行标定,操作简便,精度高。关于此方法,不同类型的靶标具有的特征点提取精度也不同,从而影响着摄像机标定精度。采用棋盘和圆点阵列两种类型靶标分别进行摄像机标定,然后利用标定结果进行三维测量,以三维测量精度作为标定精度评价依据。实验表明,相较于棋盘靶标,采用圆点阵列靶标进行摄像机标定,将会获得更高的标定精度。 展开更多

关键词 摄像机标定 双目立体测量系统 棋盘 圆点阵列 精度评价

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基于CMOS的双目视觉定位系统的设计 被引量：10

7

作者 郑志强 季秀才 刘斐 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期1-4,34,共5页

介绍了一种基于CMOS视觉芯片的双目视觉相对定位信息提取系统。重点描述了该系统的硬件系统的组成:成像采集设备、控制器、存储器、专用DSP和外部接口电路,以及各部分的芯片选择和相应的接口设计,并提供了设计方案实例。系统具有体积小... 介绍了一种基于CMOS视觉芯片的双目视觉相对定位信息提取系统。重点描述了该系统的硬件系统的组成:成像采集设备、控制器、存储器、专用DSP和外部接口电路,以及各部分的芯片选择和相应的接口设计,并提供了设计方案实例。系统具有体积小、重量轻、功耗小、集成度高、接口灵活、定位精度高等特点,可以方便地安装在各种设备,尤其是嵌入式系统上,因此可以广泛地应用到很多领域。 展开更多

关键词 CMOS视觉芯片 双目视觉定位 硬件系统 软件设计

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半智能排爆机器人的单手双目手眼系统 被引量：2

8

作者 范路桥 姚锡凡 +1 位作者 蒋梁中 汪伟 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期40-44,共5页

针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一个单手双目手眼系统用于半智能排爆机器人的自动控制.该系统基于双目视觉原理,采用Matlab7.0作为运算引擎,调用机器视觉软件eVision6.2中的EasyMatch模式匹配库进行立体匹配,实时... 针对目前排爆机器人手动控制方式的不足,研究和开发了一个单手双目手眼系统用于半智能排爆机器人的自动控制.该系统基于双目视觉原理,采用Matlab7.0作为运算引擎,调用机器视觉软件eVision6.2中的EasyMatch模式匹配库进行立体匹配,实时捕获图像,进行摄像机标定、图像预处理和匹配,确定可疑目标物的坐标,并把图像实时显示在控制台,自动控制手臂靠近并准确抓取可疑目标物.该半智能排爆机器人抓取实验的相对误差小于2.54%,表明该立体视觉系统在精度上能满足半智能排爆机器人的要求. 展开更多

关键词 排爆机器人 双目立体视觉 手眼系统 摄像机标定 特征匹配 三维重建

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基于粒子群优化的水下成像系统标定 被引量：8

9

作者 张强 王鑫 李海滨 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期103-107,共5页

摄像机在水下拍摄时,经过不同介质的成像光线会发生折射,小孔成像模型不再成立,现有标定方法无法准确标定系统参量.针对此问题,本文提出一种基于粒子群优化的水下成像系统标定方法.在空气中应用张正友平面标定法得到摄像机内、外参量,... 摄像机在水下拍摄时,经过不同介质的成像光线会发生折射,小孔成像模型不再成立,现有标定方法无法准确标定系统参量.针对此问题,本文提出一种基于粒子群优化的水下成像系统标定方法.在空气中应用张正友平面标定法得到摄像机内、外参量,通过求取特征点间相对定位距离,建立系统对水中物体的标定评价函数,并用粒子群算法对其优化,从而标定得到光心到防水罩距离、防水罩平面法向量和防水罩厚度.结果表明:基于粒子群标定算法得到的相对定位误差平均值分别为1.99%和0.62%,而应用高阶畸变折射补偿法得到的相对定位误差平均值分别为3.29%和2.68%;当被测物位于不同拍摄距离以及改变不同姿态时,由本文算法得到的相对定位误差均低于高阶畸变折射补偿法,且本文提出的标定算法可以得到高准确度的系统参量,为水下视觉研究提供了可靠的参量依据. 展开更多

关键词 机器视觉 摄像机标定 双目立体视觉 粒子群优化算法 水下成像系统

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张氏标定法在双目视觉脉搏测量系统中的应用 被引量：8

10

作者 林冬梅 张爱华 +3 位作者 王平 马永强 杨力铭 刘宗福 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期78-85,共8页

针对双目视觉脉搏信息测量系统中相机微距工作、公共视场小、成像范围有限的特点,研究相机标定的原理和方法,实现双目视觉系统的标定.采用微型黑白棋盘格高精度标定板,在自制背光源辅助下,双目视觉脉搏信息测量系统中的左右相机同步采... 针对双目视觉脉搏信息测量系统中相机微距工作、公共视场小、成像范围有限的特点,研究相机标定的原理和方法,实现双目视觉系统的标定.采用微型黑白棋盘格高精度标定板,在自制背光源辅助下,双目视觉脉搏信息测量系统中的左右相机同步采集高质量标定图像,基于张正友标定方法,对系统进行标定,标定结果精度较高.基于该标定方法的脉搏幅度测量结果的标准偏差控制在0.040 0以下,结果稳定可靠,故该标定方法可用于脉搏信息测量系统的标定,为后续脉搏幅度的精确提取及脉搏形态三维重构打下良好的基础. 展开更多

关键词 相机标定 张正友标定法 双目立体视觉 脉搏信息测量系统 背光源

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热红外相机双目测距系统标定技术研究 被引量：8

11

作者 陆晓杰 韩贵丞 +2 位作者 姚波 蔡能斌 亓洪兴 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期567-572,共6页

针对双目测距系统相机模型标定过程中,热红外相机与常用可见光相机的成像原理、图像质量、信噪比等存在的差异,对比了两种标定靶标:由黑色氧化铝板和镀镍铝板制成的棋盘格靶标、由黑色氧化铝板和镀镍钕铁磁制成的圆形点阵靶标,并分析了... 针对双目测距系统相机模型标定过程中,热红外相机与常用可见光相机的成像原理、图像质量、信噪比等存在的差异,对比了两种标定靶标:由黑色氧化铝板和镀镍铝板制成的棋盘格靶标、由黑色氧化铝板和镀镍钕铁磁制成的圆形点阵靶标,并分析了以上两者的标定结果。研究结果发现圆形点阵靶标相较棋盘格靶标误差更小,但两者的标定结果模型均具有较高的精度,可满足后续双目视觉的特征点匹配需求。本次研究对于双目视觉在热红外谱段中的应用具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 热红外相机 双目测距系统 相机模型 畸变矫正靶标

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高能电子束冲击试验靶标监测系统研制

12

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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智能仿生眼视频监控系统的设计与实现 被引量：4

13

作者 蒋东国 冷斌 +4 位作者 贺庆 官冠 王文韬 丁磊 胡欢 《计算机工程与设计》 北大核心 2015年第11期2963-2967,共5页

为克服现有视频监控系统覆盖面积有限、单目摄像头定位多义性以及实时识别跟踪性能差的缺点,提出一种充分借鉴生物眼自然特性、多组仿生眼系统协同监控的广域周界视频监控系统。通过自主研制系统机械构造、电路控制系统,采用双目主动视... 为克服现有视频监控系统覆盖面积有限、单目摄像头定位多义性以及实时识别跟踪性能差的缺点,提出一种充分借鉴生物眼自然特性、多组仿生眼系统协同监控的广域周界视频监控系统。通过自主研制系统机械构造、电路控制系统,采用双目主动视觉定位、边界设定等方法,建立整个监控系统和边界的三维结构关系。搭建多组仿生眼系统并进行户外测试实验,实验结果表明,该设计拥有监控覆盖面积广、智能化高、稳定性好的特性。 展开更多

关键词 仿生眼 双目摄像头 广域周界 系统协同 视频监控

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红外-可见光双目系统像素级快速融合方法 被引量：2

14

作者 贺盈波 王伟华 +3 位作者 李连升 陈树琪 王嘉珺 孙海添 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第6期73-78,共6页

红外-可见光双目系统既能感知目标的温度,又能获取目标的颜色、纹理信息,在日常生活和工业产生中获得较多的应用.红外相机由于和可见光相机成像机制的不同,在标定过程中往往需要使用不同的靶标.本文提出了一种红外-可见光双目系统像素... 红外-可见光双目系统既能感知目标的温度,又能获取目标的颜色、纹理信息,在日常生活和工业产生中获得较多的应用.红外相机由于和可见光相机成像机制的不同,在标定过程中往往需要使用不同的靶标.本文提出了一种红外-可见光双目系统像素级的快速标定融合方法,通过设计了一种圆孔形靶标,实现了一步法标定,在可见光相机像素坐标系下像素质心标定精度小于1个像素,可用于大批量的低成本的民用红外标定产品系统. 展开更多

关键词 红外-可见光双目系统 相机标定 圆孔靶标 图像融合

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精确三维数据测量的双目视觉系统优化设计 被引量：4

15

作者 王龙华 曾国华 +3 位作者 胡华锋 钱进 汪先炜 张宏宇 《电子测量技术》 北大核心 2022年第7期99-109,共11页

针对绝缘斗臂车空间机械臂中的双目视觉系统,研究了视觉系统中两个全景相机参数的最优设计和标定问题,构造了对系统中摄像机位置、方向和镜面形状等因素进行优化配置后的模型,以获得更高的三维数据测量精度。为了构造最佳视觉系统配置,... 针对绝缘斗臂车空间机械臂中的双目视觉系统,研究了视觉系统中两个全景相机参数的最优设计和标定问题,构造了对系统中摄像机位置、方向和镜面形状等因素进行优化配置后的模型,以获得更高的三维数据测量精度。为了构造最佳视觉系统配置,根据数据计算过程中的误差传播分析、图像像素量化精度和角度分辨率变化,推导了三维测量误差模型的解析公式。然后,将该公式用于框架优化中,能够针对不同形状的系统设置环境找到最佳系统配置。对于具有长方体三维测量区域和相机放置区域的常规情况,利用所提出的解析公式推导其系统配置的次优解,并证明了该次优解的精度趋近于其最优解。最后,在实际应用案例中将所提出方法与现有的4种经典算法进行对比分析,结果表明本文所提出方法较经典算法至少减小了17.1%的测量误差,同时算法的运行速度提高了16.7倍,能够有效提高双目测距的准确性与鲁棒性。 展开更多

关键词 双目视觉测距 三维数据测量精度 最佳系统配置 摄像机标定

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光笔式三维坐标视觉测量方法研究

16

作者 漆小华 仲思东 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第21期146-150,共5页

基于便携式双目测量系统,提出了一种新型便携式光笔测量方法。利用标定参数已知的双目像机进行图像采集,结合图像坐标系与空间坐标系的对应关系求得标志点空间坐标;利用最小二乘方法拟合空间直线,得到测头三维坐标与标志点三维坐标数学... 基于便携式双目测量系统,提出了一种新型便携式光笔测量方法。利用标定参数已知的双目像机进行图像采集,结合图像坐标系与空间坐标系的对应关系求得标志点空间坐标;利用最小二乘方法拟合空间直线,得到测头三维坐标与标志点三维坐标数学关系,求解测头坐标。实验结果表明,在摄像机视场范围内,空间坐标测量精度达到1 mm,证明了该光笔测量系统的实用性。 展开更多

关键词 双目摄像系统 光笔 标定 坐标

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改进轻量型YOLOV4的目标监测系统 被引量：3

17

作者 刘苏刚 蒋刚 +3 位作者 朱昊 陈清平 徐文刚 黄璜 《计算机工程与设计》 北大核心 2022年第10期2984-2991,共8页

针对实施昏暗复杂环境下混合路况的目标监测任务,提出基于YOLOV4-tiny的改进算法,建立智能化目标监测系统。为提高目标检测精度,在原有骨架网络提取4层特征进行多层特征叠加。融合图像增强算法,提高系统的鲁棒性。将改进算法与zed双目... 针对实施昏暗复杂环境下混合路况的目标监测任务,提出基于YOLOV4-tiny的改进算法,建立智能化目标监测系统。为提高目标检测精度,在原有骨架网络提取4层特征进行多层特征叠加。融合图像增强算法,提高系统的鲁棒性。将改进算法与zed双目相机结合进行多源数据采集,经数据决策实现异常数据的存储与自动控制。实验结果表明,在昏暗的复杂环境下,改进后的算法模型较YOLOV4-tiny模型MAP(均值平均精度)提高14.79%,较融合图像增强算法的YOLOV4-tiny模型MAP(均值平均精度)提高3.06%。所提算法应用于目标监测系统上检测精度以及鲁棒性都有所提高。 展开更多

关键词 监测系统 图像增强算法 zed双目相机 数据决策 自动控制

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基于单目视觉工件尺寸测量系统的研究 被引量：2

18

作者 蒋猛 《农业装备与车辆工程》 2020年第1期94-96,104,共4页

基于双目视觉三维测量原理,提出了一种摆动式单相机三维测量方法。通过分析系统结构参数对测量精度影响,确定了测量误差处于最小范围时的结构参数。设计了系统的硬件结构并开发了图像处理软件模块,搭建了相应的测量系统。利用平面靶标... 基于双目视觉三维测量原理,提出了一种摆动式单相机三维测量方法。通过分析系统结构参数对测量精度影响,确定了测量误差处于最小范围时的结构参数。设计了系统的硬件结构并开发了图像处理软件模块,搭建了相应的测量系统。利用平面靶标标定法对该系统进行了立体标定,确立了该系统各坐标系之间的映射关系。 展开更多

关键词 单目视觉 双目视觉 测量系统 相机标定

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