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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了适应生产线上不同摆放姿态下工件的视觉识别,实现基于视觉的机器人工件定位及抓取,构建了六自由度工件姿态变换模拟实验平台运动学模型及视觉系统模型,通过坐标变换实现工件姿态参量的测量.建立了六自由度姿态变换实验平台坐标系,通过3个滑动副、3个转动副,构建了基于Denavit-Hartenberg(D-H)方法的六自由度姿态变换实验平台运动学模型,并得到了D-H参量表、各个关节的变换矩阵及实验平台基座到末端的总变换矩阵.基于小孔成像原理,构建了姿态变换实验平台视觉系统的内、外参量模型,获得了工件表面点与图像点间的内参量关系矩阵及工件坐标系与相机坐标间的外关系矩阵.由激光环形光条图像,得到工件表面在摄像机坐标系中的法向量,并通过坐标系间的变换得到工件表面在世界坐标系中的法向量,进而推算出工件的姿态参量.结果表明,姿态参量的横滚角 θ平均误差为0.373°,俯仰角 φ平均误差为0.253°,偏转角 ξ平均误差为0.673°.被测工件的姿态测量值与真实值基本吻合,满足不同姿态下的工件视觉测量要求.
摘要:为减小由光电探测器产生的荧光信号中噪声的干扰,在经典小波阈值去噪方法的基础上,提出一种新的阈值函数去噪算法.这种新的阈值函数具有较好的连续性和稳定性,能够保留原始信号的特征.采用Matlab对比不同阈值函数的去噪效果,结果表明新的算法兼顾了软、硬阈值的优点,又在一定程度上弥补了传统小波阈值去噪方法的缺陷,提高了荧光信号的信噪比,获得了更好的去噪效果.
[期刊论文] 陈至坤 徐傲 王福斌 王一
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为解决实际工程中无法在被测目标表面设置固定特征来配合单目视觉系统实现目标姿态测量的难题,将圆结构光源引入单目视觉系统中.通过建立圆结构光的视觉姿态测量模型,提出了一种基于单目视觉和圆结构光的目标姿态测量方法.利用图像处理获取不同姿态下目标表面的结构光光条图像的数学参数;然后将其输入到姿态测量算法中,得到目标表面结构光光条的法向量;最后利用目标表面的参考点与结构光光条中心之间的距离约束关系确定唯一解.实验结果表明,该方法有效可行,测量误差平均在0.5°以内,更便于机器人抓取等工程领域的应用.
[硕士论文] 徐傲
控制科学与工程 华北理工大学 2017(学位年度)
摘要:基于单目视觉的工件姿态测量方法通常是利用被测工件表面的特征点、矩形、圆形等规则形状的固定特征配合单目视觉系统实现工件姿态的测量,这在工业流水线等实际工程领域无法实现。为此,将圆结构光投射器引入单目视觉系统中,并将其平行安装于摄像机光轴的一侧。由于圆结构光具有亮度高、方向性强等优点,能够在工件表面及摄像机成像平面投影出均匀可见的结构光光条。因此,论文将利用圆结构光在被测工件表面主动形成的结构光光条配合单目视觉系统实现工件姿态的测量。
  为实现工件姿态的测量,从三个方面进行了研究:一是建立基于结构光视觉技术的工件姿态测量模型,确立了图像坐标系、成像平面坐标系、摄像机坐标系、结构光坐标系及世界坐标之间的对应关系;二是根据工件姿态测量模型,对结构光光条在成像平面的数学表达式进行推导,得到了工件表面在摄像机坐标系中的法向量,并利用在工件表面选取参考点的方法剔除虚假解,再通过坐标系之间的转换得到工件表面在世界坐标系中的法向量,进而对工件姿态进行反演;三是分析、比较图像处理的方法,为工件姿态测量系统中采集到的工件图像选取合适的图像处理方法,获得更加准确的结构光光条在成像平面的数学表达式。
  通过搭建工件姿态测量实验平台,对提出的基于结构光视觉技术的工件姿态测量方法进行了实验验证。实验结果表明,被测工件的姿态测量值与真实值基本相同,但存在误差,说明提出的基于结构光视觉技术的工件姿态测量方法是有效可行的。最后,并对实验误差来源进行了分析,其中结构光光条中心坐标的提取是测量误差的主要来源。
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