考虑夯锤姿态特性的夯沉量单目视觉测量方法研究

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作者 高乔裕 金银龙 +2 位作者 刘全 张宏阳 梅龙喜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期927-938,共12页

夯沉量是反映强夯地基加固质量的关键指标,人工测量方法不仅投入高、效率低下,且施工安全无法保障。为此,基于单目摄影测量提出一种强夯夯沉量非接触测量方法,实现了强夯夯沉量的高效测算。深入分析并科学定义了适用于单目视觉监测的夯... 夯沉量是反映强夯地基加固质量的关键指标,人工测量方法不仅投入高、效率低下,且施工安全无法保障。为此,基于单目摄影测量提出一种强夯夯沉量非接触测量方法,实现了强夯夯沉量的高效测算。深入分析并科学定义了适用于单目视觉监测的夯沉量定义;基于夯锤标识的旋转不变性,提取表征夯锤姿态的特征点几何信息,结合视觉成像基本原理,构建了测算夯锤三维姿态的数值方程,求解得到夯锤特征点的三维坐标;在施工现场对所提方法进行工程实测,并通过多余观测对解算结果进行优化尝试。试验及工程应用结果表明,本方法具有精度高、速度快、稳健性强等特点,可有效应用于强夯施工质量监测关键指标参数夯沉量的自动解算,为当前强夯夯沉量自动化监测技术的进步提供了一个新的方向和手段。 展开更多

关键词 夯沉量监测 单目视觉测量 夯锤位姿 旋转不变性

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对象随型粗糙面近红外单目视觉测量与基准图像自愈 被引量：1

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作者 侯旺 屈也频 +1 位作者 刘坚强 吕余海 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期134-142,共9页

针对复杂应用环境中近红外单目视觉位姿测量系统偏离预置合作目标对象后,无法完成位姿测量的特殊情况,提出一种以合作目标周边随型粗糙面图像为测量对象的单目视觉测量方法,以及图像受损后的动态自愈方法。通过将实时获取的随型粗糙面... 针对复杂应用环境中近红外单目视觉位姿测量系统偏离预置合作目标对象后,无法完成位姿测量的特殊情况,提出一种以合作目标周边随型粗糙面图像为测量对象的单目视觉测量方法,以及图像受损后的动态自愈方法。通过将实时获取的随型粗糙面图像特征与预存基准图像特征进行匹配计算,完成特殊情况下的应急测量。同时,为减少随型粗糙面图像污染或受损后对位姿测量精度的影响,实时计算污染或受损程度并动态自愈基准图像特征。实验结果表明,以随型粗糙面为对象的位姿测量精度稍低于合作目标对象,但能够满足特殊情况下的应急使用需求,提高了测量系统的鲁棒性;当随型粗糙面图像污染或受损达到70%时,采用自愈处理与未做自愈处理相比,方位角测量误差减少72%以上,验证了基准图像自愈方法的有效性。 展开更多

关键词 对象随型粗糙面 近红外单目视觉测量 基准图像自愈 基准图像特征 特征匹配

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单目视觉测量技术研究 被引量：92

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作者 黄桂平 李广云 +1 位作者 王保丰 叶声华 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期314-317,共4页

对单目视觉测量方法进行了研究、分析,其中包括几何相似法、几何形状约束法、结构光法、辅助测量棒法和激光辅助测距法。结合作者最新的研究成果,重点对结构光法和辅助测量棒法测量作了介绍。

关键词 计量学 单目视觉测量 结构光 辅助测量棒

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用于目标测距的单目视觉测量方法 被引量：84

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作者 韩延祥 张志胜 戴敏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1110-1117,共8页

为了克服对应点匹配和单个特征点提取误差对测量结果的影响,本文在基于图像处理的基础上,提出了一种基于特征点的单目视觉测距方法。首先利用小孔成像原理,得出成像点与目标点的映射关系,建立小孔成像模型。然后通过对目标图像的分析,... 为了克服对应点匹配和单个特征点提取误差对测量结果的影响,本文在基于图像处理的基础上,提出了一种基于特征点的单目视觉测距方法。首先利用小孔成像原理,得出成像点与目标点的映射关系,建立小孔成像模型。然后通过对目标图像的分析,得出目标物与目标图像的面积映射关系,建立视觉测量的直线测距模型;通过图像处理,提取目标图像的特征点,将光心与目标物的距离关系转化为光心与特征点的距离关系,提出了基于特征点的单目视觉测距原理。最后对测距原理进行实验验证并对得出的数据进行分析,针对测量误差随距离增加而变大的现象,通过对数据的分析,得出是由于光轴偏心而引起的误差;将数据修正后,测量结果的最大相对误差为1.68%,精度提高明显,验证了原理的可行性和算法的有效性。 展开更多

关键词 计算机视觉 单目视觉测量 小孔成像 图像处理 目标测距

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光笔式单目视觉测量系统的关键技术 被引量：15

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作者 解则晓 韩振华 高翔 《中国光学》 EI CAS 2013年第5期780-787,共8页

为了对机械加工部件进行高精度、大尺寸、三维立体空间的现场实时测量,建立了光笔式单目视觉测量系统。对该系统中的新型光笔工艺、算法转换模型、摄像机焦距的优化、光笔笔尖位置的标定进行了研究。首先提出了一种利用光刻工艺设计制... 为了对机械加工部件进行高精度、大尺寸、三维立体空间的现场实时测量,建立了光笔式单目视觉测量系统。对该系统中的新型光笔工艺、算法转换模型、摄像机焦距的优化、光笔笔尖位置的标定进行了研究。首先提出了一种利用光刻工艺设计制作的新型光笔,其次,基于近景摄影测量学中的单像空间后方交会原理,建立了一种新的光笔坐标系与摄像机坐标系之间的转换模型,通过最小二乘平差法循环迭代求解最优的单像空间外方位元素,从而确定了转换模型基本参数。最后,分析了摄像机焦距对光笔式单目视觉测量系统结果的影响,并提出了一种确定相对准确焦距和光笔测头在光笔坐标系下的位置的方法。实验结果表明:摄像机坐标系下x轴、y轴、z轴方向的稳定性误差分别为0.042、0.048、0.066 mm;测量最大误差为0.173 mm,较大程度上满足了光笔式单目测量系统稳定性强和精度高的要求。 展开更多

关键词 单目视觉测量 光笔 光刻工艺 后方交会 优化算法

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单目视觉测量系统中目标位姿对图像点灵敏度影响的研究 被引量：2

6

作者 翁璇 叶南 张丽艳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第6期969-973,共5页

通过研究单目视觉测量系统中不同位姿物体姿态测量的灵敏度,找到对图像点灵敏度影响的因素和各自占有比例。给出了灵敏度分析的理论模型,通过设计影响图像点灵敏度相关因素的数值分析实验,得出图像点灵敏度与靶板倾角及物距成反比,最大... 通过研究单目视觉测量系统中不同位姿物体姿态测量的灵敏度,找到对图像点灵敏度影响的因素和各自占有比例。给出了灵敏度分析的理论模型,通过设计影响图像点灵敏度相关因素的数值分析实验,得出图像点灵敏度与靶板倾角及物距成反比,最大数值灵敏度最大值对应的处的靶面目标姿态,始终位于相机主方向光轴方向上。 展开更多

关键词 单目视觉测量 位姿 灵敏度

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铁塔单目视觉测量技术研究 被引量：2

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作者 冯砚厅 申军辉 艾增栋 《河北电力技术》 2012年第6期5-8,共4页

简述单目视觉测量定义及其测量方法,分析图像校正方法、变形校正算法及铁塔单目视觉测量误差,介绍铁塔单目视觉测量技术应用实例,提出单目视觉测量技术应用于铁塔测量时的注意事项。

关键词 铁塔 单目视觉测量 照相

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用于目标测距的单目视觉测量方法研究 被引量：1

8

作者 李晓冬 《低碳世界》 2015年第12期143-144,共2页

为了能够有效的控制对应点与特征点在提取时产生的误差，在图像处理基础上制定单目视觉测距方法。根据小孔成像原理，得出相应的映射关系，建立模型。对目标图像进行分析，得出相应的面积映射关系，制作直线测距模型。在对图像进行处理... 为了能够有效的控制对应点与特征点在提取时产生的误差，在图像处理基础上制定单目视觉测距方法。根据小孔成像原理，得出相应的映射关系，建立模型。对目标图像进行分析，得出相应的面积映射关系，制作直线测距模型。在对图像进行处理，提取相应特征点。在测距原理引导下对得出的数据进行分析，误差随着距离不断增大呈现表达趋势发展。这种情况主要是由于光轴偏心导致的误差，将数据进行修正，能够降低相对误差，保证测量结果与实际情况相符。 展开更多

关键词 目标测距 单目视觉测量方法

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基于单目视觉的实时目标距离测量 被引量：1

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作者 汪亚兵 冯肖维 +1 位作者 肖健梅 王锡淮 《工业控制计算机》 2018年第1期110-112,共3页

利用计算机视觉测量目标距离的方法广泛应用于机器人、军事目标跟踪、自主导航、精密检测等系统当中。研究和设计了一种基于单目视觉的目标距离测量的方法,实现了实时目标距离测量。首先,利用黑白棋盘格对单目摄像机进行标定,得到摄像... 利用计算机视觉测量目标距离的方法广泛应用于机器人、军事目标跟踪、自主导航、精密检测等系统当中。研究和设计了一种基于单目视觉的目标距离测量的方法,实现了实时目标距离测量。首先,利用黑白棋盘格对单目摄像机进行标定,得到摄像机的内参,通过内参对目标模型注册,生成含有3D坐标、2D坐标、特征点以及ORB描述子的特征匹配文件。然后,通过RANSAC算法从匹配点中随机选取一些特征点,使用Pn P算法计算目标距离。通过实验,验证了该方法可以有效地对三维空间中的移动目标进行有效的三维距离测量。 展开更多

关键词 计算机视觉 单目视觉测量 PnP算法 实时测距 OPENCV

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基于单目测量方法的输电线路跳线弧垂测量研究 被引量：1

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作者 杨少倩 蔡鑫 《设备管理与维修》 2024年第10期28-30,共3页

根据单目视觉原理研究测量跳线弧垂的新方法。首先在定焦无人机镜头上增加十字形刻度,在查取跳线横担端面尺寸后,使用定焦镜头对跳线横担拍摄,读取当前距离下已知长度在刻度中的读数,并计算单位刻度对应的实际长度。保持距离不变,操作... 根据单目视觉原理研究测量跳线弧垂的新方法。首先在定焦无人机镜头上增加十字形刻度,在查取跳线横担端面尺寸后,使用定焦镜头对跳线横担拍摄,读取当前距离下已知长度在刻度中的读数,并计算单位刻度对应的实际长度。保持距离不变,操作无人机水平拍摄跳线弧垂并读取刻度读数,通过计算得到跳线弧垂数值。实验证明,单目测量方法精度满足跳线弧垂测量的要求。 展开更多

关键词 风偏跳闸 输电杆塔跳线弧垂 弧垂测量 单目视觉测量

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铁塔单目立体视觉测量技术研究 被引量：1

11

作者 冯砚厅 《河北电力技术》 2013年第4期1-3,共3页

介绍单目平面测量、单目立体视觉测量技术特点,分析单目立体视觉测量技术的原理、测量步骤及应用实例,说明应用效果,并提出单目立体视觉测量技术应用于铁塔测量时的注意事项。

关键词 铁塔 单目立体视觉测量技术 单目平面视觉测量技术

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基于二维码的单目视觉测距移动机器人定位研究 被引量：7

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作者 罗高 袁亮 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第10期114-117,121,共5页

为了提高移动机器人在未知环境下定位精度,使用里程计结合高清摄像机单目视觉测距对移动机器人定位技术进行了研究,针对编码器短距离定位精确,长距离定位存在积累误差的问题,提出非接触式的基于二维码单目视觉测距的方法实现移动机器人... 为了提高移动机器人在未知环境下定位精度,使用里程计结合高清摄像机单目视觉测距对移动机器人定位技术进行了研究,针对编码器短距离定位精确,长距离定位存在积累误差的问题,提出非接触式的基于二维码单目视觉测距的方法实现移动机器人的定位。在二维码世界坐标已知的情况下,移动机器人向前运动,高清摄像机通过识别二维码,得知二维码的世界坐标,由此推导出机器人相对于二维码的世界坐标,得出的机器人坐标是基于二维码的绝对坐标值,故消除了编码器存在的累计误差,从而使移动机器人定位更加准确。与传统的里程计定位方式相比,该定位算法定位成功率提升30%~50%。 展开更多

关键词 移动机器人 里程计 二维码 单目视觉测量

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一种基于单目视觉和激光点的测距方法 被引量：2

13

作者 邓星宇 朱兴龙 王超 《机械设计与制造工程》 2014年第3期23-26,共4页

建立一种基于单目视觉和激光点的测距模型。首先由三坐标测量机测量激光点在物体上的位置信息,采用图像处理该物体上激光点在单目CCD图像上的位置信息,建立一一对应关系,然后移动物体,使CCD图像上的激光点发生变化,得到多组对应的数据... 建立一种基于单目视觉和激光点的测距模型。首先由三坐标测量机测量激光点在物体上的位置信息,采用图像处理该物体上激光点在单目CCD图像上的位置信息,建立一一对应关系,然后移动物体,使CCD图像上的激光点发生变化,得到多组对应的数据。根据这些数据,利用分段曲线拟合方法,建立了实验模型。根据建立的模型,进行一定范围内的距离测量,并与三坐标测量的结果比较,验证了这种方法的可行性,为移动机器人自主避障提供了条件。 展开更多

关键词 单目视觉测量 分段曲线拟合 测距模型 机器人

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多传感器测量系统的联合标定 被引量：8

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作者 李醒飞 姚旺 +2 位作者 赵新华 谭文斌 王星 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2877-2883,共7页

将坐标测量机与单目视觉测量系统组合起来,提出了一种触发式测头与视觉测头联合标定的方法。选用内孔径为4mm的光面环规作为标定件,并利用转台、精密滑台配合视觉系统进行环规成像面的调整;然后,利用视觉测量系统提取环规内孔圆心图像坐... 将坐标测量机与单目视觉测量系统组合起来,提出了一种触发式测头与视觉测头联合标定的方法。选用内孔径为4mm的光面环规作为标定件,并利用转台、精密滑台配合视觉系统进行环规成像面的调整;然后,利用视觉测量系统提取环规内孔圆心图像坐标,包括设置图像的感兴趣区(ROI)、二值化、形态学去噪、亚像素边缘检测和利用最小二乘法提取圆心的图像坐标。通过拟合内孔圆柱面找到轴线,并利用接触传感系统提取相同位置圆心仪器坐标下坐标;最后,采用最小二乘法求解相关方程,完成联合标定。试验验证显示,该标定方法的标定精度高于6μm,优于已有的标定方法,能够满足测量系统联合测量的精度需要。 展开更多

关键词 单目视觉测量系统 触发式测头 多传感器 联合标定 坐标测量机

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煤岩界面识别和定位测量方法研究 被引量：5

15

作者 刘俊利 王立锋 孔秀平 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第8期246-249,共4页

针对现有煤岩识别方法存在识别率低的问题,提出了一种基于机器视觉的煤岩界面信息提取方法。在煤和岩石物理力学性质差别不大,但灰度差异较大的情况下,利用采煤机机身上安装的摄像头拍摄采煤面,定时提取一帧图像,经预处理和特征提取获... 针对现有煤岩识别方法存在识别率低的问题,提出了一种基于机器视觉的煤岩界面信息提取方法。在煤和岩石物理力学性质差别不大,但灰度差异较大的情况下,利用采煤机机身上安装的摄像头拍摄采煤面,定时提取一帧图像,经预处理和特征提取获得煤岩界面曲线,进而获得其在图像中的像素坐标;标定出摄像头参数后,结合采煤机和采煤面特定的投影模型,求解出像素坐标与实际成像角度之间的关系,然后根据此关系求解煤岩界面的高度信息。根据每一幅图像中求得的高度信息,最终拟合出采煤面的完整煤岩界面,为采煤机姿态控制提供依据。 展开更多

关键词 机器视觉 特征提取 煤岩界面识别 单目视觉测量

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基于同视场参考点的落点坐标测量系统的设计与应用 被引量：1

16

作者 张宁 张友彬 +1 位作者 张召才 王向军 《计量技术》 2008年第4期12-14,共3页

提出了一种用于测量空间三维点坐标的单摄像机模型。该模型利用透视投影几何关系,对摄像机参数进行标定,制定固定关联基准,建立参考点与被测点的平面方程,利用这两个条件,建立相应的数学模型,通过读取单目CCD摄像机像面坐标,就可重建物... 提出了一种用于测量空间三维点坐标的单摄像机模型。该模型利用透视投影几何关系,对摄像机参数进行标定,制定固定关联基准,建立参考点与被测点的平面方程,利用这两个条件,建立相应的数学模型,通过读取单目CCD摄像机像面坐标,就可重建物体落点的三维坐标。 展开更多

关键词 摄相机参数 参考点 立体视觉 单目视觉测量

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动态包络线非接触测量系统研究 被引量：1

17

作者 甘晓川 邹志 马骊群 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第B12期22-27,共6页

简要分析了的铁路限界测量技术的发展,总结了目前动态限界获取的三种主要技术手段,比较了它们之间的优缺点;提出了采用基于数字相机的单目视觉测量方案,实现了一种动态限界的非接触测量方法;介绍了测量原理、目标特性分析、光斑位置计... 简要分析了的铁路限界测量技术的发展,总结了目前动态限界获取的三种主要技术手段,比较了它们之间的优缺点;提出了采用基于数字相机的单目视觉测量方案,实现了一种动态限界的非接触测量方法;介绍了测量原理、目标特性分析、光斑位置计算、高速图像存储设计等关键内容,根据使用要求给出了相机和图像采集卡选用的关键参数;分析系统对连续写入速度的需求,给出了解决方案,测试了高速存储系统的连续写入速度。通过多个试验验证了图像测量的重复性和位移测量的误差,符合设计指标和使用要求;通过整车测量试验验证了系统的测量能力。 展开更多

关键词 计量学 整车振动 路谱 动态包络 车辆限界 单目视觉测量 高速存储

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单目视觉高精度测量中的合作目标图形设计 被引量：15

18

作者 屈也频 刘坚强 侯旺 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期118-125,共8页

根据单目视觉高精度位姿测量中合作目标形状和图案设计的基本原则,分析了在透视投影情况下方形和圆形合作目标特征点的提取精度,指出在特征点提取时方形合作目标角点具有透视不变性、圆形合作目标圆心存在固有偏移误差的特点,并得出减... 根据单目视觉高精度位姿测量中合作目标形状和图案设计的基本原则,分析了在透视投影情况下方形和圆形合作目标特征点的提取精度,指出在特征点提取时方形合作目标角点具有透视不变性、圆形合作目标圆心存在固有偏移误差的特点,并得出减小单个圆形目标尺寸容易造成抗污染能力差而方形目标抗污染能力强的结论。针对光阴影干扰测量精度的问题,提出将方形合作目标外边缘作为测量基准、内边缘斜率作为修正因子的角点提取算法。基于单目视觉位姿测量系统内部和外部参数,给出了合作目标几何尺寸设计和加工精度要求的计算方法。最后,通过合作目标设计实例和实验,验证了方形合作目标能满足复杂光干扰环境下高精度位姿测量需求。 展开更多

关键词 机器视觉 单目视觉测量 合作目标 图形设计 亚像素精度 阴影补偿 透视不变性

原文传递

基于误差传播理论的PnP问题姿态精度分析 被引量：13

19

作者 屈也频 侯旺 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期479-487,共9页

提出了一种在辨识一组典型特征点误差关系的基础上,建立间接测量值与直接测量值之间的最有利函数关系,并根据误差传播理论综合其他特征点的误差影响,最终获得完整的方位、俯仰和倾斜角误差数学模型的PnP问题误差分步分析新方法。以P4P... 提出了一种在辨识一组典型特征点误差关系的基础上,建立间接测量值与直接测量值之间的最有利函数关系,并根据误差传播理论综合其他特征点的误差影响,最终获得完整的方位、俯仰和倾斜角误差数学模型的PnP问题误差分步分析新方法。以P4P问题研究为例,推导得到了单目视觉测量中相关参数和变量的误差函数解析式,揭示了影响姿态测量精度的误差规律。经P4P姿态解算仿真,验证了误差数学模型的正确性,以及基于误差传播理论的误差分步方法的有效性。分析误差数学模型可以看出:在单目视觉测量参数确定的条件下,方位角测量误差与方位角值无关,与相机高度和合作标志尺寸的比值成正比,在较大范围内俯仰和倾斜角变化对方位角测量误差影响小;俯仰/倾斜角的测量误差与俯仰/倾斜角值有关,与相机高度和合作标志尺寸比值的平方成正比;方位角测量误差小于俯仰/倾斜角测量误差。给出的分析方法和误差解析数学模型对单目视觉测量系统设计有指导作用。 展开更多

关键词 单目视觉测量 PNP问题 精度分析 误差传播 姿态间接测量

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含裂纹转轴系统的动态特性与实验研究

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作者 徐帖 钟剑锋 +1 位作者 钟舜聪 林云粦 《测控技术》 2021年第11期88-95,共8页

裂纹是转轴系统常见的一种故障形式,裂纹的呼吸效应会改变转轴的动态特性。为研究该呼吸效应的影响,提出一种含裂纹模块和无裂纹模块的组合建模方法,通过设置不同模块之间的接触属性实现裂纹缺陷的预置,分析了不同转速和不同裂纹深度条... 裂纹是转轴系统常见的一种故障形式,裂纹的呼吸效应会改变转轴的动态特性。为研究该呼吸效应的影响,提出一种含裂纹模块和无裂纹模块的组合建模方法,通过设置不同模块之间的接触属性实现裂纹缺陷的预置,分析了不同转速和不同裂纹深度条件下裂纹呼吸效应对转轴系统动态特性的影响;并采用可对转轴水平和竖直两个方向振动信息进行高效同步测量的新型单目视觉位感条纹振动测量方法开展了含裂纹转轴系统的动态特性实验研究。仿真与实验结果相吻合,结果表明:裂纹缺陷会导致转轴振动中出现倍频成分,当转速接近1/2临界转速时,2倍频信号非常明显,且其幅值大于转频幅值,同时随着裂纹深度由1 mm加深至5 mm,转轴的振动幅值增大了5倍,2倍频成分更显著。 展开更多

关键词 转轴 裂纹缺陷 呼吸效应 动态特性 有限元模拟 单目视觉测量

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