鲁荣荣 1,2,3,4,5,**朱枫 1,2,4,5,*吴清潇 1,2,4,5陈佛计 1,2,3,4,5[ ... ]孔研自 1,2,3,4,5
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院机器人与智能制造创新研究院, 辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
5 辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
针对基于原始点对特征的三维目标识别算法中存在的内存浪费、效率不高的问题,提出了一种基于增强型点对特征的三维目标识别算法。通过在原始点对特征的第4个分量上乘以一个符号函数,得到了一种区分性更强的点对特征,消除了原始点对特征存在的二义性。考虑到待识别目标三维模型存在的自遮挡,利用点对之间的视点可见性约束,剔除了目标三维模型哈希表中存在的大量冗余点对,节省了内存开销并提高了三维目标识别算法的识别准确率和效率。在开放数据集和实际采集的数据集上的实验结果表明,与基于原始点对特征的算法相比,所提三维目标识别算法在识别准确率和效率上都有一定程度的提升。
机器视觉 点对特征 三维目标识别 可见性约束 鲁荣荣 1,2,3,4孙海波 1,4,5付双飞 1,2,4,*朱枫 1,2,4,**郝颖明 1,2,4
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院机器人与智能制造创新研究院, 辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
5 东北大学机器人科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110819
为了实现空间翻滚卫星(同时作自旋和进动的卫星)的消旋,提出了一种非接触式的卫星运动参数辨识方法。算法主要包含3个步骤:通过点云配准技术,获取相邻两幅点云之间的位姿变换关系,从而可以依据这些位姿变换得到卫星点云中每个点的运动轨迹;基于自旋轴上的点只绕进动轴旋转的特点,借助主成分分析与圆拟合的方式,搜索自旋轴上的点并确定进动轴的方向和位置;根据整体位姿变换与两种运动间的关系,建立非线性方程组求解出翻滚卫星的运动参数。仿真实验结果表明,在一定的噪声程度下,所提方法可以准确地辨识出空间翻滚卫星的运动参数。
机器视觉 点云配准 卫星消旋 参数辨识 运动估计 激光与光电子学进展
2019, 56(14): 141503
鲁荣荣 1,2,3,4,5朱枫 1,2,4,5,*吴清潇 1,2,4,5崔芸阁 1,2,3,4,5[ ... ]陈佛计 1,2,3,4,5
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院机器人与智能制造创新研究院, 辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
5 辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
针对多个板型物体混叠摆放的场景,提出了一种快速有效的分割算法。该算法充分利用有序点云的特点,将自顶向下以及自底向上的分割策略结合,根据三维点的空间位置和法向量,利用随机采样一致性(RANSAC)算法从三维点云数据中快速提取平面点集;然后将提取的平面点集所对应的图像坐标映射为二值图像,通过连通区域分析将其分割为多个连通的平面区域;接着利用“胶水”算法对这些区域进行快速合并,并对较大的弱连接连通区域进行断裂修正,得到最终的分割结果。实验结果表明:与区域生长算法相比,所提算法的分割结果更优,且算法效率大幅提升。
机器视觉 点云分割 深度图 随机采样一致性算法
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 东北大学信息科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110819
3 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
提出一种基于图像分割的稠密立体匹配算法,该算法将灰度-梯度算法与零均值归一化互相关(ZNCC)算法相结合生成匹配代价,利用SLIC(Simple Liner Iterative Cluster)算法对图像进行分割,基于视差图和超像素更新了匹配代价。在视差后处理阶段,基于左右一致性检验(LRC)、孔洞填充和十字交叉自适应窗口加权中值滤波的方法减小视差图的误匹配率。利用Middlebury数据集的4组图像进行测试,测试结果表明,平均误匹配率为4.99%。
机器视觉 立体匹配算法 匹配代价计算方法融合 十字交叉自适应窗口加权中值滤波
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
4 辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
提出了一种基于多传感器的三维目标位姿测量方法,该方法利用多传感器技术,充分发挥深度相机和高分辨率电荷耦合器件(CCD)相机各自的优势,提高了测量的稳健性和效率。利用物体与其固定平面之间的关系,在点云中粗略定位出目标区域,通过预先标定信息将目标区域转换至灰度图像空间。在灰度图像中,利用线段检测器(LSD)算法外加特征约束,筛选出4条目标直线,利用透视4点(P4P)算法求解出目标的六维位姿。实验验证了该算法的有效性,其测量效率远优于经典模板匹配方法。
机器视觉 位姿测量 多传感器 三维目标 直线提取
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了提高航空光电稳定平台的视轴稳定精度, 采用跟踪微分器作为滤波器, 对输入信号进行滤波, 改善随机噪声对控制精度带来的负面影响。跟踪微分器会产生相位延迟, 根据它得到的滤波信号及其微分信号, 采用预报方法对滤波后的信号进行补偿。算法不依赖对象模型, 计算量较小, 易于实现。本文阐述了该算法的离散数学表达式, 给出数值仿真分析, 并在某型航空光电稳定平台上进行实验验证。结果表明: 相较于巴特沃斯滤波器, 跟踪微分器提高了阶跃响应的性能, 最大超调量减少10.5%, 上升时间缩短了4.5 ms, 调整时间缩短50 ms。基本满足控制系统的实时性、快速性、稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。研究表明跟踪微分器对于航空光电稳定平台的精度提高, 有比较好的实用价值。
跟踪微分器 滤波 随机噪声 相位延迟 航空光电稳定平台 tracking differentiator filter random noise phase delay photoelectric stabilized platform for aviation
1 中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院光电信息处理重点实验室，辽宁 沈阳 110016
人眼能分辨的颜色数量远多于人眼能分辨的灰度级,把灰度图像用伪彩色显示出来,人眼可以更好地感知图像中的景物信息。区别于现有方法，明确以有利于人眼探测识别为目标，给出了灰度图像伪彩色化后人眼能感知到的景物信息量的两项评价指标，在评价指标指导下，提出了一种灰度图像伪彩色化方法。该方法在确保灰度图像中各灰度级映射成人眼可分辨的不同颜色前提下，使尽量多的景物信息被人眼感知到。实验结果表明，相较于现有方法，该方法能使更多景物被人眼看清。该方法满足实时处理图像的要求。
探测识别 图像对比度增强 伪彩色 detection and recognition image contrast enhancement pseudo-color
1 中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳 110000
2 中国科学院大学,北京 100000
通过增加常见的点特征为位姿测量提供空间几何约束,分析利用圆形目标和与之异面的特征点进行单目视觉定位时位姿解个数的情况.以光心和特征点位于圆平面两侧为前提条件,运用几何方法证明了特征点与光心和圆平面的相对位置决定了位姿解的个数,并求出唯一位姿解和两组位姿解时光心、圆平面和特征点的位置关系,提出了基于圆特征和异面点特征的位姿求解算法,实现了6维位姿量测量,仿真实验和实物实验结果验证了算法的有效性和准确性.
单目视觉 位姿测量 空间几何约束 位姿解个数 圆特征 异面特征点 二义性 Monocular vision Pose measurement Spatial geometry constraints The number of solutions Circular feature Non-coplanar feature point Duality 光子学报
2015, 44(11): 1112002
苗锡奎 1,2,3,4,*朱枫 1,3,4丁庆海 5郝颖明 1,3,4[ ... ]夏仁波 1,3,4
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
4 辽宁省图像理解与视觉计算重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
5 空军装备研究院装备总体论证研究所, 北京 100076
空间飞行器上普遍具有星箭对接环部件，可以提供单圆特征，但基于单个空间圆的单目视觉位姿估计有两个位姿解，无法应用到实际工程中。为了有效剔除虚假解的干扰，利用对接环平面外一参考点到圆心距离的欧氏不变性作为约束，提出一种虚假解剔除方法，给出了在该约束条件下有唯一解的证明，并对位姿求解方法进行了误差仿真分析，给出了提高测量精度的可行策略。根据空间圆在图像上的投影计算出空间圆位姿的两个解；利用参考点到圆心的距离已知且不变作为约束剔除虚假解，得到星箭对接环的真实位姿；对该方法的有效性进行了仿真和实验验证。实验结果表明，该方法可有效剔除虚假解，计算过程简单，结果稳定可靠，对接环圆心计算误差小于0.5%，姿态角误差小于0.8°。
测量 对接环 位姿测量 空间圆特征 距离约束 虚假解剔除
