基于视觉测量和距离误差的机器人几何参数标定

在各种应用中,为提高机器人操作臂的绝对定位精度,标定是必要的步骤.所采用的运动学模型和误差测量方法是机器人标定关键的影响条件.本标定中仅以机器人常备的手眼视觉提供测量信息,在这里基于单目视觉的标定中,使用传统的方法除了要涉及测量系统坐标系与机器人基础坐标系间的变换,还要解决摄像机坐标系和机器人末端坐标系的手眼变换关系求解,引入的测量误差和计算误差将很大影响标定结果.本文采用距离误差定义的标定模型,可以直接避免坐标转换带来的误差.此外,针对传统DH参数的不足之处,本文采用修正的DH模型(MDH)作为机器人的运动学模型.最后采用以上两者结合的方法对A460机器人进行实际的参数标定及补偿.     

集装箱视觉定位模拟系统的视觉标定

提出了一种用于集装箱视觉定位模拟系统的视觉标定方法。该方法采用等距网格来实现图像坐标系向世界坐标系的转化,使用平移法得到摄像机坐标系与模拟吊具坐标系之间的关系,最后可以确定模拟集装箱和模拟吊具之间的相对位置关系,以实现模拟集装箱的装卸。实验验证了本文所提出方法的正确性和有效性。     

基于双目视觉的相对物体的姿态测量

随着计算机视觉以及图像处理技术的发展,视觉测量技术越来越受到人们的关注.建立物体相对姿态测量系统,使用两个相机在不同角度拍摄同一个物体上的编码标志点,采用张氏标定法对两个相机的空间位置关系进行标定;对摄像机采集到的图像进行去噪、滤波;左右两个相机采集下来的图像进行编码标志点的匹配,得到物体上粘贴的编码标志点的三维坐标,通四元数法计算物体间的相对空间姿态(欧拉角以及平移量);通过实验表明,该测量系统结构简单,计算量小,测量精度高.     

基于单目视觉的移动机器人室内定位

阐述移动机器人定位技术在机器人技术中的重要性,提出在单目视觉的条件下实现对于移动机器人的定位,并在实际室内环境运用单目相机、智能小车以及halcon软件平台进行试验,先通过相机标定得到相机参数,再运用相机在实验现场实际采集图像,利用相机参数和采集到的图像信息来定位智能小车,得出了小车实际坐标位置,证明本文提出的方法有效。     

GPS-RTK点校正探讨

RTK为各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率,由于在实际测量工程中往往是采用地方(局部)坐标系统,而GPS定位是直接得到点位在WGS-84中的坐标和高程,故进行GPS-RTK测量时需要进行坐标转换或点位校正。本文介绍了GPS测量中常用的几种坐标系统以及WGS-84坐标系与北京54坐标系和1980西安坐标系相互转换的数学模型,对GPS-RTK在区域测量中的三种常规校正方法(单点校正,多点校正和参数校正)和线路工程中两种模式的两点校正的精度进行试验研究。区域测量中参数校正的精度高,可以应用于大型的工程当中。两点校正后进行测量的精度可以达到工程要求。     

CT系统参数标定及逆成像模型构建

CT系统作为领先的数字成像技术促进了医学影像学的发展,同时CT系统的安装需要较高的精度,由于现有安装手段的限制,CT需要精准的参数标定,从而得到高质量的成像。因此针对CT系统安装时产生的成像误差,通过建立数学模型对其进行优化,实现高精度成像。并由成像数据反演出物体的真实轮廓。     

隧洞移动机器人里程计激光雷达融合定位

在隧洞局部湿滑、不平整环境中,使用GPS对机器人进行定位会不准确甚至失效,仅使用里程计定位长时间累积误差会比较大。为了尽量减小机器人在这种环境中的定位误差,设计了一种定位方法,即先使用UMBmark算法离线校核机器人系统关键参数,且校核前机器人系统误差为0.3719 m,校核之后机器人的系统误差为0.2915 m,根据该算法定位精度评判依据,得出里程计定位精度提高了28%.然后利用扩展卡尔曼滤波算法,融合激光雷达和里程计进行SLAM,MATLAB仿真实验结果表明,融合前机器人x轴平均误差为2.047 m,y轴平均误差为1.245 m,航向平均误差为0.196 rad;在用EKF-SLAM融合激光雷达之后,机器人x轴平均误差为0.093 m,y轴平均误差为0.014 m,航向平均误差为0.003 rad。机器人平均位姿误差至少减小了一个数量级。仿真和实验结果证明了本文设计的提高隧洞局部环境定位精度方法的有效性。     

工业机器人误差建模与分析

当前工业机器人重复定位精度高,一般都能达到0.01mm以下,绝对定位误差精度较低,比重复定位精度高了1-2个数量级,成为了制约工业机器人发展应用的主要因素,首先利用矩阵法建立工业机器人误差模型,再利用Monte Carlo数值仿真法,运用控制变量法研究各连杆参数误差对机器人末端位置的影响,仿真结果表明,前三关节的关节转角误差和连杆扭角误差对末端位置误差起到主导作用,其余参数误差可以忽略不计。     

远距离弱小目标视觉测量系统探测能力模型研究

在远距离视觉测量过程中,视觉测量系统参数选择不当,将无法使被测目标成像,从而严重影响视觉测量系统的探测能力。根据远距离弱小目标的成像特点,研究了弱小目标成像与目标光照度、成像距离、传感器灵敏度、动态范围、曝光时间及光学系统光孔大小等参数的关系,建立了远距离弱小目标视觉测量系统的极限探测距离模型,为远距离弱小目标视觉测量系统的参数选型提供了理论依据。为了验证成像系统极限作用距离模型在具体应用中的有效性,对具体的视觉测量系统进行了探测能力试验。试验表明:测量值与计算值基本一致,特别是两者的变化趋势一致,证明该模型基本正确,可用于视觉测量系统的探测能力估计。     

基于视觉识别的机床工件定位方法

在数控机床加工中,对工件定位寻找加工零点,是加工过程中一个必不可少的环节,传统的工件定位方法一般是通过接触式对刀仪触碰工件的多个边,数控系统综合获取的数据,计算出工件的零点,对工件的过程比较耗时,手动对工件如果操作工操作不当,甚至会损坏对刀仪。本文提出一种基于视觉识别的工件定位方法,在相机标定后,通过对识别特征建模,将工业相机快速移动到定位区域,对定位区域拍照,并对获取的图像分析处理,识别出加工特征,计算出加工区域特征点相对机床零点的位置,并自动补偿至数控系统的零点偏置参数中。该定位方法只用机床移动一次,相对于传统自动测量方法的多次移动具有明显的效率优势,并且可以识别出对刀仪无法接触的特征,在多款数控机床上装载使用,定位精度都能够满足要求。     

GPS手持机在土地利用更新调查中的应用

全国土地第二次调查是目前国土部门的一项重大任务。在对手持GPS机性能和定位精度研究的基础上,总结了一些实际工作中数据采集的方法,详细说明了GPS手持机中地方坐标系和国家坐标系的转换问题,并对其定位误差的处理措施和提高定位精度的方法做了说明。     

PCB X射线检测系统的机器视觉导航技术研究

针对PCB行业的检测需求,研发了层偏X射线检测系统。重点对系统的视觉导航自动化技术进行了研究,从理论上对视觉导航的算法原理进行了分析,提取了实现视觉导航的系统关键参数;设计了专门的标定板靶对系统进行了尺寸标定;并在整机系统中实现了对二维平台的精确自动定位。     

浅析GPS技术在公路测量中的应用

GPS相对定位技术已经在测绘、变通、城建、国土资源管理等各个领域得到了广泛的应用.它的平面相对定位精度已经完全能够满足工程的需要.这里以GPS在公路工程测量中的应用为主要研究对象,全面系统地分析了GPS在公路工程中的应用方向以及GPS定位的主要误差来源.     

基于关键帧的视觉惯性定位算法

针对视觉里程计定位精度易受环境因素干扰而降低的问题,本文采用视觉惯性定位方法。首先,利用惯性测量单元(IMU)在短时间内提供精确测量信息的特点,将视觉信息与IMU数据进行紧耦合处理,提高系统的定位精度。其次,为提高系统的实时性,将图像帧进行关键帧筛选,并提出一种关键帧选择方法。然后,采用滑动窗口融合优化模型,求解位姿估计得到相机的运动轨迹。最后,通过EuRo C数据集对本系统进行实验,评价了本文算法定位精度与时间效率,实验结果表明,与主流算法OKVIS相比本文算法在定位精度与实时性上均有所提高。     

机器视觉光源特性研究

机器视觉系统将提取到的图像信号传递给计算机,分析参数,得到各类数字化信号并进行后续研究。在影响机器视觉系统图像质量的诸多因素中,光源特性起到关键性作用。好的光照系统能够突出物体和背景间的差异,简化图像分割算法,提高物体边缘与背景间的陡峭变化与对物体的测量精度。     

瓷砖几何尺寸在线检测方法研究

瓷砖几何尺寸检测系统对瓷砖生产厂家发展非常重要。本文提出了一种基于线阵CCD的一种在线视觉检测系统,对整个系统进行了分析和设计,提出系统标定方法。在线检测当中,利用激光位移传感器检测,结合亚像素定位算法对瓷砖边缘进行精准定位,并根据边缘点数据得出瓷砖角点,从而获取每个瓷砖的尺寸参数。     

分布式频谱传感器网络设计

基于无线传感器网络（WSN）架构的频谱监测系统具有传统设备无法比拟的优势。系统通过在监视区域里部设一定数量的感知节点来感知无线电信号,合理选取感知节点,对各节点的数据进行融合处理,进而实现无线电信号的发现、参数测量及定位跟踪。     

测距随机误差对连续波3R定位方法的精度影响分析

依据物理背景用数学的方法推导了连续波测量系统主副站测距的随机误差关系,以及连续波雷达测距的随机误差对3R定位结果精度的影响,分析了3R定位方法的误差传播关系和定位精度。     

CT系统参数标定

CT系统安装时往往存在误差,从而影响成像质量,因此需要对安装好的CT系统进行参数标定,即借助于已知结构的样品(称为模板)标定CT系统的参数,并据此对未知结构的样品进行成像。本文提出一种基于最小二乘法的研究方法:先根据标定模版给定的信息,反演出CT系统旋转中心在正方形托盘中的位置、探测器单元之间的距离以及该CT系统使用的X射线的180个方向,从而完成CT系统的参数标定。     

GPS静态相对定位中基准站偏差对精度影响的探讨

本文从伪距差分定位出发,详细推导了基准站坐标偏差对GPS静态相对定位结果影响的公式。通过算例结果分析,表明基准站坐标偏差的差值将被直接传递给静态相对定结果中,从而证明了理论上推导的公式的正确性。通过对基准站站点误差给定位带来的影响的分析,方便了GPS静态相对定位精度估计。