基于车轮-水稻行线位姿关系的水田除草机器人视觉导航

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作者 刘子翔 李彦明 +2 位作者 肖扬帆 黄飞 郭溢波 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期220-227,共8页

除草机器人在进行田间除草作业时,需要获得准确的导航信息以防止在除草过程中损伤水稻幼苗。传统的图像处理方法或卫星定位系统在水田环境下并不能直接得到车身与水稻行的相对位置。为此,提出了一种基于水稻行线与车轮航向位姿关系的视... 除草机器人在进行田间除草作业时,需要获得准确的导航信息以防止在除草过程中损伤水稻幼苗。传统的图像处理方法或卫星定位系统在水田环境下并不能直接得到车身与水稻行的相对位置。为此,提出了一种基于水稻行线与车轮航向位姿关系的视觉导航方法。通过优化滑窗算法提取图像中车轮和水稻行的特征点,将得到的车轮航向点和水稻行线点通过坐标转换公式,由像素坐标转化为世界坐标,得到车轮在水稻行之间行进的位置信息,进而得到导航信息。算法部署在Nvidia Jetson TX2平台上,处理每帧图像得到导航信息的时间可稳定在0.25 s内。导航信息提取实验结果表明,横向偏差提取平均误差为20.3 mm,航向角偏差提取平均误差为1.76°,可以满足除草机器人作业行进间导航的实时性与行线跟踪准确性的要求。 展开更多

关键词 除草机器人 视觉导航 图像处理 位姿关系 滑窗算法 坐标转换

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图像信息输入下的软线重构与抓取验证

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作者 邱介禄 王明明 《智能系统学报》 北大核心 2025年第2期435-444,共10页

针对使用机器人对柔性物体进行操作的复杂任务,设计了一种简洁高效的软线抓取方法。首先利用双目相机和图像处理方法对软线进行测量,结合坐标系间的转换关系,从图像中还原了其特征点的空间坐标信息;采用Frenet标架对软线进行了建模重构... 针对使用机器人对柔性物体进行操作的复杂任务,设计了一种简洁高效的软线抓取方法。首先利用双目相机和图像处理方法对软线进行测量,结合坐标系间的转换关系,从图像中还原了其特征点的空间坐标信息;采用Frenet标架对软线进行了建模重构,以获取软线上任意点的位置与弯曲方向信息;提出了六自由度机械臂的位姿表示及转换方法以及相机的标定流程,将曲线任意弧长处的坐标值和Frenet标架方向转换为夹爪末端的位姿参数,最后开展了目标点处沿软线弯曲方向抓取软线的地面实验,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 软线 视觉感知 深度相机 图像处理 坐标计算 曲线重构 位姿转换 机械臂抓取

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基于视觉技术与坐标变换的板式换热器孔组形位检测方法

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作者 孙佳乐 曹松晓 徐志鹏 《传感技术学报》 北大核心 2025年第3期496-503,共8页

板式换热器作为新能源汽车制冷系统的重要组成部件,其安装位置精度直接影响整机的装配质量,进而关系到整车制冷系统的稳定性。由于板式换热器生产量大、检测指标多,现有的人工检测方式存在效率低下、无法定量追溯、容易错漏等缺点。因此... 板式换热器作为新能源汽车制冷系统的重要组成部件,其安装位置精度直接影响整机的装配质量,进而关系到整车制冷系统的稳定性。由于板式换热器生产量大、检测指标多,现有的人工检测方式存在效率低下、无法定量追溯、容易错漏等缺点。因此,提出了一种基于机器视觉的板式换热器孔组形位在线检测方法,以实现板式换热器孔组形位检测的自动化与智能化。通过建立孔位置坐标变换模型,使用单部工业相机经不同位置的多次拍摄获取安装孔与接头孔的二维图像,通过相机标定、图像预处理、特征提取等手段,实时测取换热器孔组之间的位置关系,实现孔组位置度的在线检测。实验选用六组样品分别采用三坐标影像仪以及线激光测量产品位置度并与本文方法测得位置度结果进行对比,同时对测量系统进行不确定度分析,结果表明:所提检测方法的测量误差小于0.025 mm,具有较高的检测精度,能够满足生产线自动化检测需求。 展开更多

关键词 形位测量 坐标变换 图像处理 板式换热器 机器视觉

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工业机械臂辅助机器视觉的工件识别与定位 被引量：5

4

作者 刘文婧 卢子航 +1 位作者 王建国 王少锋 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第1期53-57,62,共6页

传统的工业机器人系统由于缺乏感知判断能力,很难适应目标种类和位置的变化,而现代工业需要生产不同种类和规格的产品。为此,以多品种小批量生产的零件为背景提出了一种机械臂辅助机器视觉系统,该系统能够实现对工件的图像采集并进行预... 传统的工业机器人系统由于缺乏感知判断能力,很难适应目标种类和位置的变化,而现代工业需要生产不同种类和规格的产品。为此,以多品种小批量生产的零件为背景提出了一种机械臂辅助机器视觉系统,该系统能够实现对工件的图像采集并进行预处理,通过改进的Canny轮廓的提取算法与基于Hausdorff距离的模版匹配完成对不同种类工件进行识别和定位。最后经实验的验证该系统的定位精度在0.35 mm内,基本满足了在实际生产中对小批量生产、不同形状且没有固定夹具的目标工件的抓取、搬运与检测等要求。 展开更多

关键词 工业机械臂 机器视觉 图像预处理 模版匹配 坐标转换

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基于图像处理的高精度仪表判读方法 被引量：7

5

作者 宁志刚 汪仁煌 +1 位作者 唐冬 李貌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第3期32-34,37,共4页

提出了用图像技术对高精度指针式仪表自动判读的方法,关键问题是视差的检测和仪表图像坐标系统与仪表读数跟踪系统之间坐标的转换。采用脊波提取仪表图像中的直线,利用图像信息控制数控系统动作。实验表明:该读数方法绝对误差为零,非常... 提出了用图像技术对高精度指针式仪表自动判读的方法,关键问题是视差的检测和仪表图像坐标系统与仪表读数跟踪系统之间坐标的转换。采用脊波提取仪表图像中的直线,利用图像信息控制数控系统动作。实验表明:该读数方法绝对误差为零,非常适合于高精度指针式仪表自动跟踪判读。 展开更多

关键词 图像处理 高精度仪表 脊波变换 坐标变换 自动判读

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弹丸立靶坐标的图像处理算法研究 被引量：4

6

作者 张先叶 高俊钗 李亚强 《科学技术与工程》 2008年第11期3018-3022,共5页

在弹丸密集度测试系统试验过程中,需要判读纸靶上的坐标与密集度测试系统计算的弹丸着靶坐标进行对比,提出利用图像处理判读纸靶上坐标的方法。该方法通过相机获取纸靶图像,然后采取图像处理的算法对图像进行预处理与弹孔识别,得到每个... 在弹丸密集度测试系统试验过程中,需要判读纸靶上的坐标与密集度测试系统计算的弹丸着靶坐标进行对比,提出利用图像处理判读纸靶上坐标的方法。该方法通过相机获取纸靶图像,然后采取图像处理的算法对图像进行预处理与弹孔识别,得到每个弹孔的像面坐标,最后通过相机标定和坐标转换计算弹孔的实际坐标。试验表明,该算法对弹丸目标识别较准确,是一种有效、实用的纸靶判读方法。 展开更多

关键词 图像处理 预处理 识别 坐标变换

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一种基于虚拟键盘图像坐标变换的几何失真校正方法 被引量：7

7

作者 张金 成媛媛 +1 位作者 李洋 刘晓威 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第6期84-88,共5页

虚拟键盘图像采集过程中出现的几何失真情况会直接导致按键落点识别错误。针对这一问题,提出一种基于数字图像坐标变换的几何失真校正方法。该方法针对矩形虚拟键盘,用几何坐标变换的方法,分别对拍摄装置垂直俯拍时出现的倾斜失真情况... 虚拟键盘图像采集过程中出现的几何失真情况会直接导致按键落点识别错误。针对这一问题,提出一种基于数字图像坐标变换的几何失真校正方法。该方法针对矩形虚拟键盘,用几何坐标变换的方法,分别对拍摄装置垂直俯拍时出现的倾斜失真情况和水平侧拍时出现的透视失真情况作了校正。同时提出对图像使用二分法提取有效校正区域,从而减少计算量、提高处理速度。经实践对比与分析,该方法在准确率与效率方面均体现了可行性。 展开更多

关键词 数字图像处理 虚拟键盘 几何失真校正 坐标变换

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基于双目视觉的机械零件位姿检测系统研究 被引量：15

8

作者 王才东 董祥升 +3 位作者 陈志宏 陈响元 刘洁 刘超 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第12期1337-1341,共5页

针对机械零件搬运过程中需要精确测量零件位姿的实际问题,基于VS220双目立体视觉测量系统平台,设计了一种机械零件位姿检测系统。采用改进的Canny边缘检测算法,对零件边缘进行了轮廓识别,利用尺度不变特征转换方法进行了零件特征点的提... 针对机械零件搬运过程中需要精确测量零件位姿的实际问题,基于VS220双目立体视觉测量系统平台,设计了一种机械零件位姿检测系统。采用改进的Canny边缘检测算法,对零件边缘进行了轮廓识别,利用尺度不变特征转换方法进行了零件特征点的提取与立体匹配;利用立体视觉三维重建方法,建立了位姿检测系统数学模型,通过求解坐标系之间的转换关系,计算出了零件在传送带上放置的位置和方向等信息;通过VC++语言编写了位姿识别算法程序,实现了零件形状与位姿的识别;搭建了位姿测试系统实验平台,进行了测试实验。实验结果表明:系统能快速有效地对零件进行位姿检测,为实现零件的自动上下料提供了技术支撑。 展开更多

关键词 双目视觉 位姿检测 图像处理 坐标变换

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油(水)井套管缺陷的三维模拟及其识别方法 被引量：6

9

作者 窦霁虹 张义宽 崔志明 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期91-92,共2页

套管缺陷的模式识别及其预测是套管损坏实时监测和预测研究中的重要问题。结合具体实例 (中原油田某区油井套管缺陷图片 ) ,首先 ,利用坐标变换和图形处理方法 ,建立了套管缺陷图片恢复的二维数学模型 ,采用VC+ + 5 .0编程技术 ,对其进... 套管缺陷的模式识别及其预测是套管损坏实时监测和预测研究中的重要问题。结合具体实例 (中原油田某区油井套管缺陷图片 ) ,首先 ,利用坐标变换和图形处理方法 ,建立了套管缺陷图片恢复的二维数学模型 ,采用VC+ + 5 .0编程技术 ,对其进行二维模拟及效果分析 ;其次 ,借助于Photoshop软件 ,通过引入灰度函数的概念 ,对油 (水 )井套管缺陷进行三维模拟 ,有效地解决了套管缺陷图片重建问题 ;最后 ,利用灰度函数的性质 ,给出套管缺陷分类的新方法 ,并对其进行分类和使用寿命预测分析。为油 (水 )井套管缺陷识别及其寿命预测研究提供了新的途径。 展开更多

关键词 油井 注水井 套管损坏 缺陷 三维模拟 识别方法

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光电全景成像系统的图像校正技术 被引量：5

10

作者 尹丽华 李范鸣 +1 位作者 刘士建 崔坤 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期53-58,共6页

载体平台在行进间的振动会导致光电全景成像系统采集的图像发生几何畸变。为了校正图像,本文提出了一种基于惯导信息的图像校正算法,该算法首先采用基于惯导信息的图像坐标转换方案,得到了校正后图像与原图像坐标点的对应关系;然后通过... 载体平台在行进间的振动会导致光电全景成像系统采集的图像发生几何畸变。为了校正图像,本文提出了一种基于惯导信息的图像校正算法,该算法首先采用基于惯导信息的图像坐标转换方案,得到了校正后图像与原图像坐标点的对应关系;然后通过基于边缘导向的插值法,确定了校正后图像中各像素点的灰度值。实验表明,该算法可以有效实现光电全景成像系统的图像几何校正,并抑制了图像的边缘模糊效应,提高了图像复原的效果。 展开更多

关键词 信号处理 光电全景成像系统 图像校正 惯导 坐标转换

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基于视觉的大尺寸板材冲孔质量检测系统设计 被引量：6

11

作者 赵海文 郑锦云 张雅丽 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第11期79-83,共5页

针对自动化产线中板材冲孔质量多为人工抽检问题,设计了一套基于视觉的大尺寸板材冲孔质量自动检测系统。该系统利用二维视觉检测平台对板材进行图像采集,通过中值滤波、二值化分割和Canny边缘检测算子等算法对图像进行处理;利用坐标变... 针对自动化产线中板材冲孔质量多为人工抽检问题,设计了一套基于视觉的大尺寸板材冲孔质量自动检测系统。该系统利用二维视觉检测平台对板材进行图像采集,通过中值滤波、二值化分割和Canny边缘检测算子等算法对图像进行处理;利用坐标变换模型计算不同图像中孔的相对位置关系,进而确定所有孔相对于板材坐标原点的位置。最后通过实验,将视觉检测结果与人工测量数据进行对比,验证了该系统的可行性及准确性。 展开更多

关键词 大尺寸板材 冲孔质量 视觉检测 图像处理 坐标变换 检测平台

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基于DSP的指纹识别系统设计 被引量：1

12

作者 段玉波 于博 韩雪松 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2010年第5期150-153,173-174,共6页

指纹识别作为一种生物特征识别技术,在金融安全、数据加密、电子商务及信息保密等领域得到广泛应用.该技术较为成熟,但是已有算法复杂、步骤繁多,为实现更高效快速地处理效果,以TI公司的TMS320VC5402为处理器设计一种指纹识别系统,将直... 指纹识别作为一种生物特征识别技术,在金融安全、数据加密、电子商务及信息保密等领域得到广泛应用.该技术较为成熟,但是已有算法复杂、步骤繁多,为实现更高效快速地处理效果,以TI公司的TMS320VC5402为处理器设计一种指纹识别系统,将直方图法应用于块方向图计算,利用经典基于模板的图像细化算法(OPTA,One-PassThinningAlgorithm)对快速傅里叶算法(FFT)进行改进加强,并使用方向图的动态阈值二值化方法进行指纹识别.测试结果表明,系统工作稳定,改进后的傅里叶算法提高处理速度约50%,优化后算法在保证运行质量的同时具有较高识别能力,实现预期改进效果. 展开更多

关键词 数字信号处理 指纹识别 图像预处理 傅里叶变换 方向图

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彩色图象的HVC表色空间同其他表色空间的换算 被引量：1

13

作者 陶德元 何小海 李舒平 《数据采集与处理》 CSCD 1994年第4期252-257,共6页

叙述了怎样将原始的Ｒ．Ｇ．Ｂ表色空间，经Ｘ．Ｙ．Ｚ空间、Ｌ．ａ．ｂ空间转换成最适合于作彩色图象处理的Ｈ．Ｖ．Ｃ表色空间的详细过程。实验证明在１０ｓ内能对５１２×５１２×８的彩色图象作完正反变换，且均方误差小于... 叙述了怎样将原始的Ｒ．Ｇ．Ｂ表色空间，经Ｘ．Ｙ．Ｚ空间、Ｌ．ａ．ｂ空间转换成最适合于作彩色图象处理的Ｈ．Ｖ．Ｃ表色空间的详细过程。实验证明在１０ｓ内能对５１２×５１２×８的彩色图象作完正反变换，且均方误差小于２％，将它用于对彩色图象进行处理与分割均取得了非常良好的效果。 展开更多

关键词 图象处理 HVC表色空间 彩色图象 表色空间 换算

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入场汽车煤智能采样控制系统的设计 被引量：1

14

作者 崔亚量 崔金玲 +1 位作者 武海燕 杨庆祥 《工矿自动化》 2009年第4期72-77,共6页

针对入场汽车煤人工采样方式劳动强度大、单纯的人为操作机械采样装置很难控制入场煤弄虚作假等问题,文章介绍了一套入场汽车煤智能采样控制系统的设计。该系统由车厢定位选点子系统、采样点坐标转换子系统、现场控制子系统、数据库子... 针对入场汽车煤人工采样方式劳动强度大、单纯的人为操作机械采样装置很难控制入场煤弄虚作假等问题,文章介绍了一套入场汽车煤智能采样控制系统的设计。该系统由车厢定位选点子系统、采样点坐标转换子系统、现场控制子系统、数据库子系统和通信子系统组成,采用数字图象处理技术和改进的模糊边缘检测算法实现车厢自动定位选点,采样点坐标经转换处理后,由PLC完成现场自动采样控制。实际应用表明,该系统精度高,可靠性好,操作简便,能满足实际需要。 展开更多

关键词 入场汽车煤 自动采样 控制系统 定位选点 图象处理 坐标转换 模糊边缘检测算法

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图像处理在猕猴桃采摘机器人路径规划中的应用 被引量：5

15

作者 杨筱慧 《农机化研究》 北大核心 2021年第4期37-41,共5页

为了实现猕猴桃采摘自动化,设计了采摘机器人导航行走系统。该系统基于图像处理,以种植垄和杂草空地分界线作为导航轨迹,主要包括以下内容:①图像处理,采用HSV系统中色调H分量,实现图像灰度处理,采用同态滤波和阈值分割,实现图像二值化... 为了实现猕猴桃采摘自动化,设计了采摘机器人导航行走系统。该系统基于图像处理,以种植垄和杂草空地分界线作为导航轨迹,主要包括以下内容:①图像处理,采用HSV系统中色调H分量,实现图像灰度处理,采用同态滤波和阈值分割,实现图像二值化,最终找到导航轨迹离散点;②对离散导航像素进行拟合,并将图像中导航方程转化到实际空间坐标系中,得到实际导航方程;③对系统导航精度和抗光照干扰性能测试,表明系统能有效抑制光强变化带来的影响。系统结构简单,性能可靠,适宜大范围推广。 展开更多

关键词 猕猴桃 采摘机器人 路径规划 图像处理 导航方程 坐标转换

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基于机器视觉的毛坯件磨削轨迹识别研究 被引量：3

16

作者 田国富 徐远 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第9期22-27,共6页

针对当前不规则曲线型磨削轨迹提取效率低的问题,以某型号汽车刹车片支架毛坯件为研究对象,对其磨削轨迹的提取进行研究。首先建立摄像机标定模型,用Matlab相机标定工具箱进行相机标定实验,得到相机内外参数;然后用工业CMOS相机对毛坯... 针对当前不规则曲线型磨削轨迹提取效率低的问题,以某型号汽车刹车片支架毛坯件为研究对象,对其磨削轨迹的提取进行研究。首先建立摄像机标定模型,用Matlab相机标定工具箱进行相机标定实验,得到相机内外参数;然后用工业CMOS相机对毛坯件进行图像采集,用Matlab软件进行图像处理,得到毛坯件的磨削边缘;利用等弦高误差法对其进行离散化,得到若干离散点的在图像坐标系下的坐标;最后根据相机内外参数及坐标系间的变换关系进行坐标变换,得到离散点在世界坐标系下的坐标,并对其进行三次样条插值与拟合。拟合得到的磨削边缘效果良好,对进一步实现机器人磨削具有重要意义。 展开更多

关键词 机器视觉 相机标定 磨削边缘 图像处理 坐标变换

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基于二维码的相机位姿求解 被引量：2

17

作者 吴飞 介远航 余神志 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期589-595,共7页

针对视觉机器人定位问题,提出基于二维码的相机位姿求解方法,以实现视觉机器人的精准定位.利用开源计算机视觉库(open source computer vision library,OpenCV),首先对二维码的标准位置和相机进行标定;其次对图像进行预处理,得到二维码... 针对视觉机器人定位问题,提出基于二维码的相机位姿求解方法,以实现视觉机器人的精准定位.利用开源计算机视觉库(open source computer vision library,OpenCV),首先对二维码的标准位置和相机进行标定;其次对图像进行预处理,得到二维码准确的边缘轮廓;然后利用循环遍历和最大距离算法求解特征点,对于像素过低导致的边缘失真采用“像素突变”算法进行优化;最后利用特征点通过坐标变换求解出相机位姿.在实际场景中对该方法进行测试,试验结果表明算法的旋转轴误差为±0.18 m,旋转角误差为±2°,平移量总误差为±0.02 m,可以有效地对视觉机器人进行精准定位. 展开更多

关键词 相机位姿 二维码 OPENCV 图像处理 坐标变换

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YHS变换及其在遥感图像识别中的应用研究 被引量：3

18

作者 杨为民 《西南林学院学报》 2003年第2期49-52,共4页

对彩色遥感图像进行判读 ,主要是根据地物在图像上的亮度、对比度、颜色和纹理等特征来识别 .为了将人工识别的经验定量地引入计算机图像识别中来 ,提出了一种基于遥感信息模式分类的YHS变换方法 ,并讨论了变换的物理意义和实际应用结果 .

关键词 YHS变换 遥感图像识别 遥感信息模式 计算机图像识别 彩色图像识别

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基于Hough与改进局部Radon变换的多目标姿态提取

19

作者 陆陶 苏秀琴 +2 位作者 杨露 梁金峰 董亚洲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2722-2727,共6页

针对大视场、小目标、多目标特点下基于数字图像的飞行目标姿态判读任务,选用顶帽运算抑制背景.提取目标骨骼,利用改进Radon坐标系计算极限角分辨率.通过在传统Hough变换后加上一次改进局部Radon变换的方法提取多目标姿态参量,解决了线... 针对大视场、小目标、多目标特点下基于数字图像的飞行目标姿态判读任务,选用顶帽运算抑制背景.提取目标骨骼,利用改进Radon坐标系计算极限角分辨率.通过在传统Hough变换后加上一次改进局部Radon变换的方法提取多目标姿态参量,解决了线段位置检测问题,同时消除了小目标、多目标情况下,单纯使用Hough变换处理时产生的误判现象.提出一种变步长快速游标尺度逼近算法,在目标尺度提取上获取了较高的判读准确度. 展开更多

关键词 图像处理 姿态判读 自适应准确度 RADON变换 多目标 小目标

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鱼眼图像多角度校正方法研究

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作者 刘雪峰 季瑞卿 付民 《现代电子技术》 2022年第14期89-94,共6页

鱼眼镜头凭借超大视角而被广泛应用于水下机器人,然而目前很多方法对于远离中心部分的图像无法做到良好的校正,边缘图像有不同程度的失真和丢失,并且不符合人眼最佳视觉范围在水平方向20°、垂直方向15°的规律。为此,文中提出... 鱼眼镜头凭借超大视角而被广泛应用于水下机器人,然而目前很多方法对于远离中心部分的图像无法做到良好的校正,边缘图像有不同程度的失真和丢失,并且不符合人眼最佳视觉范围在水平方向20°、垂直方向15°的规律。为此,文中提出一种基于人眼特性的改进球面模型的校正方法。该方法能够在校正边缘区域图像的同时较好地满足人眼观察特性。首先,将二维图像平面映射到三维球坐标系中;然后,对坐标系进行旋转变换,通过旋转矩阵将需要校正的边缘部分移动至视野中央;最后,将三维坐标系中的点逆映射至二维平面。实验结果表明,改进后的方法能够对处于鱼眼镜头各角度方向的图像进行良好的校正,且能够较好地保留图像信息,减少去畸变变换中边缘和形态等信息的丢失。 展开更多

关键词 鱼眼镜头 多角度校正 图像校正 图像处理 坐标变换 平面映射 信息保留

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