1 33393部队 博士后科研工作站，河北 保定 071000
2 装甲兵工程学院 信息工程系，北京 100072
3 北京航空航天大学 机器人研究所，北京 100191
根据双目视觉定位原理，通过分析系统各部件的工作原理和医疗机器人手术导航的实际需求，结合市场供货情况，提出了一种适用于医疗机器人手术导航定位的双目视觉硬件系统设计方法。采用该方法设计的双目视觉定位系统进行了手术导航模拟实验，结果表明：该系统可以辅助医疗机器人完成手术规划，定位精度可以达到2 mm，能够满足临床应用要求。
视觉测量系统 医疗机器人 双目视觉 跟踪定位 vision measurement system medical robot binocular vision tracking and positioning
针对目前三维物体计算全息算法数据量大、计算速度慢及共轭像影响再现效果问题, 提出一种全息体视图计算方法。根据人眼双目视差立体视觉原理, 由摄像机获取三维物体不同角度的二维序列视差图像, 通过计算全息算法得到多视角全息图, 合成三维物体全息体视图。在迭代傅里叶变换算法的基础上, 采用预设初始相位并增加反馈因子的方法, 提高相息图的计算效率。基于液晶空间光调制器构建光学系统, 对计算的全息体视图进行了光学再现。结果表明: 该方法有效地排除了共轭像的干扰, 相息图的迭代计算效率提高30%以上, 再现图像与目标图像的结构相似度大于0.85。
三维显示 计算全息 体视图 相息图 three dimension display computer-generated hologram stereogram kinoform
在传统迭代傅里叶变换算法的基础上, 提出了一种计算三维物体相息图的新方法.基于层析法将三维物体的多个分层物面作为衍射再现图像, 在一个输入面(相息图)和多个输出面(再现像)之间进行迭代.通过在傅里叶迭代运算中引入距离相位因子, 表示物体不同物面的深度, 体现了物体的三维特征.实验结果证明了本文算法良好的收敛特性和再现性能.最后, 分析了物面数量和间距对全息再现质量的影响, 利用液晶空间光调制器采用时分复用的方法还原了三维物体的多个物面.
数字全息 层析技术 相息图 三维图像 Digital hologram Tomographic technique Kinoform Three-dimensional image
1 装甲兵工程学院控制工程系，北京 100072
2 北京航空航天大学机器人研究所，北京 100191
为了直观反映双目视觉系统各参数标定误差对系统定位精度的影响，基于针孔摄像机成像模型和概率统计理论，运用蒙特卡罗法对轴线平行结构的系统定位误差进行仿真分析。针对视觉定位模型求解空间点表达式复杂的问题，为便于仿真，根据成像模型参数的相互独立性，提出了一种单参数分析定位误差的方法。利用该方法进行的仿真结果及其实验验证表明：内参数中，主点(u0，v0)的标定误差对系统X、Y方向定位精度影响大，焦距fu的标定误差对系统Z方向定位精度影响大；外参数中，旋转角β和基线t1对X、Y、Z3个方向定位精度的影响都较大。该结论对双目视觉系统设计及参数标定具有一定的参考价值。
双目视觉 针孔相机模型 蒙特卡罗法 标定误差分析 binocular vision pinhole camera model Monte-Carlo method calibration error analysis
1 装甲兵工程学院 控制工程系，北京 100072
2 北京航空航天大学 机器人研究所，北京 100191
针对外科手术导航光学定位仪参数标定过程繁琐和对应点匹配歧异性大的问题，进行了双目立体视觉简化系统的研究。运用坐标变换方法一次性标定系统24 个参数；选用黑白棋盘格标记物和运用相似性度量原理，简化立体匹配过程、提高立体匹配准确度。利用标定后的系统对标记物之间的距离进行测量，在距双目视觉传感单元1.5 m 范围内误差小于1 mm。交叉韧带重建手术导航模拟实验表明：该系统具有稳定，可靠，标定方法简单，匹配准确，定位精度高的特点，能够满足外科手术导航的要求。
双目视觉 摄像机标定 立体匹配 手术导航 binocular vision camera calibration stereo matching surgery navigation
1 装甲兵工程学院光电工程室，北京 100072
2 内蒙古医学院计算机室，呼和浩特 010059
介绍了以半导体激光光束为测量基准，采用四象限探测器进行深孔直线度检测的原理和方法。重点针对实际激光器近似于椭圆形状的入射光斑，推导了输出电压与椭圆光斑中心的变化规律，分析了光斑椭圆度对测量误差的影响，论证了方案的可行性与可靠性。
半导体激光器 四象限探测器 直线度测量 电压灵敏度 diode-laser four-quadrants detector straightness measurement voltage sensitivity
