船舶安全通航高度测量系统设计

本文总结船舶安全通航保障技术,包括船舶通航净空宽度、船舶和桥墩之间的安全距离、航道水深以及弯道曲率半径,着重分析了三角高程测量技术以及双目立体视觉测量技术.构建了船舶高度测量系统,阐述了船舶目标检测、轮廓提取以及变换矫正技术.本文研究对于推动船舶安全技术、促进船舶高度测量系统的发展有积极地意义.     

船体曲板成型在线检测技术与系统应用介绍

针对船舶制造过程中曲板成型工艺,分析了不同检测方法的优缺点,提出了基于主动双目激光三维扫描的船体曲面成型检测方法,建立了主动双目视觉测量的应用流程,研制了一套基于主动双目激光三维扫描的船体曲面成型检测原型系统,实现了水火弯板过程中船体曲面的在位检测、偏差计算与显示.     

基于机器视觉的船体双曲度板测量方法

如今船厂使用的船体双曲度板测量方法大多是传统的样板、样箱测量,这类方法对工人的技术水平要求较高,而且对于自动化加工的发展有不利影响,为了配合三维数控弯板机的自动化成形加工,本文实现了以双目视觉测量为基础的非接触式测量。在基于机器视觉的船体外板测量系统中,首先使用张正友标定法对摄像机进行标定,得到摄像机的内外参数,之后采用极线约束的方式完成了图像的立体匹配工作,根据标定和匹配结果,使用最小二乘法计算得到目标点的三维坐标。最后对数据进行分析,将测量结果与理论数值进行对比。基于机器视觉的船体外板测量系统操作简单,测量误差在允许范围内。     

无人水面艇的双目视觉应用

双目视觉技术在汽车辅助驾驶,三维重建,机器人等领域具有广泛应用,本文通过实验,将该技术应用于海洋场景下实现无人艇对环境的感知,本文通过海上实验平台,实地采集了海洋场景下的左右目视图,并对校准后的双目运用SAD方法进行视差立体匹配计算并最终生成海面场景下的视差图像,在ROS下将视差图像映射到三维点云空间,通过点云测量距离与激光测距距离相比较得到双目观测误差的结果,本文通过实验验证了双目视觉技术应用于海洋环境下为无人水面艇提供视觉导航的可行性,具有一定的实用意义。     

集装箱船整船结构三维可视化图像重建方法

由于当前的船体结构设计效率和质量已经无法满足要求,为此本文设计一种基于双目立体视觉技术的集装箱船整船结构三维可视化图像重建方法。该方法首先利用双目立体摄像机采集集装箱船整船结构图像,然后对其进行灰度化和去噪处理,再利用特征检测算子提取图像特征点,最后通过计算图像之间的欧式距离进行特征点立体匹配,从而实现集装箱船整船结构三维图像重建。结果表明,本文方法可以有效完成集装箱船整船结构三维可视化图像重建任务,达到了研究目标。     

海空背景下基于双目视觉的目标测距新方法

结合海空背景特点和双目视觉测量需求,提出一种基于海天线的双目图像校准方法。采用Sobel算子对图像进行边缘检测并作二值化处理,利用Hough变换算法提取和定位海天线,根据参数空间返回的参数值对图像进行旋转和平移变换。试验结果表明:运用该方法能有效实现双目图像对的行对准。在此基础上,基于双目视差测距原理完成海面目标距离的测量,测距结果表明:对于500 m远的目标,相对测距误差5%,能够满足一定场合的应用需求。     

双目立体视觉测量在舰空导弹自动装填系统中的应用

论文阐述了双目视觉测量在导弹自动装填筒弹自对准过程中的应用,提供了图像处理和摄像机标定的近景摄影测量技术,还给出了实现测量的硬件和软件结构,工程应用表明其能够很好地满足实际测量精确性和实时性的要求.     

基于双目视觉的船用爬壁监测机器人

针对船舶因受海水腐蚀而导致船舶使用寿命短、航行性能下降等问题,研发了一种基于双目视觉的船用爬壁监测机器人。首先设计了机器人爬行机构、电控模块、视觉模块、图像处理和传输模块等硬件部分,视觉模块根据不同视角间的物体图像像素匹配关系,运用三角测量原理计算出像素之间的偏移,以此来获取物体三维信息;再对机器人双目视觉系统进行测试和标定,并得到了实物测量物体的坐标值。实验结果证明,船用爬壁机器人能够有效地解决对船体的损伤监测问题,提高了船舶的寿命和安全性,降低了监测成本和时间。     

基于立体视觉的汽车安全车距预警系统研究

文章在对摄像机标定算法及立体视觉算法进行研究分析后,自行设计开发出基于德州仪器公司的TMS320DM642芯片的实时处理硬件系统,在此平台上实现了一种高速公路上的前方车辆检测识别和安全车距测量方案。该系统具有双通道图像采集、实时视频图像处理及视频输出功能,可以实现单帧图像的处理和显示。     

利用影像测量技术实现舱容积测量的研究

提出了基于立体视觉的影像测量方法通过研制不规则栅格LED发射系统,在物体表面形成激光投射特征,解决了船舱内缺乏纹理难以实现影像测量的难题。利用立体视觉匹配、多摄站数据间的自动拼接以及三维重建技术最终实现船舶舱室的容量计量。     

螺旋桨桨叶宽度的双目视觉测量方法(英文)

Propeller blade width measurement has been extensively studied in the past using direct and indirect methods, and it plays a great role in determining the quality of the finished products. It has surveyed that previous techniques are usually time-consuming and erroneous due to a large number of points to be processed in blade width measurement. This paper proposes a new method of measuring blade width using two images acquired from different viewpoints of the same blade. And a new feature points matching approach for propeller blade image is proposed in stereo vision measurement. Based on these, pixel coordinates of contour points of the blade in two images are extracted and converted to real world coordinates by image algorithm and binocular stereo machine vision theory. Then, from the real world coordinates, the blade width at any position can be determined by simple geometrical method.     

基于双目视觉的水下连接器位姿测量方法

水下连接器的对接作业是水下工程作业的重要环节,针对目前依靠摄像机传回视频进行作业过程中存在的操作难度大、依赖操作员经验的问题,设计基于双目视觉的水下连接器位姿测量方法。该方法首先根据水下连接器的颜色特征确定检测范围,之后在检测范围中以水下连接器为模板进行初步定位,然后根据水下连接器端面的成像特点检测椭圆特征,并进行双目匹配获得相关三维点坐标,最后计算得出水下连接器的位姿。实验表明,该方法位置测量平均误差1.3%,姿态测量平均误差3.5°,可以较好地为水下连接器对接作业提供参考。     

基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统

详细介绍了研制开发的基于计算机视觉的水火弯板线位移测量系统的主要组成与工作原理 ,该系统的成功应用 ,对研究水火弯板成形加工规律、实现水火弯板的机械化及自动化提供了支持     

改进张友正标定法在船舶曲面分段测量装备中的应用

在船舶曲面分段测量装备开发中,以视觉检测中的摄像机标定过程作为研究的对象,分析了开源计算机视觉函数库OpenCV中的摄像机模型,使用张正友基于平面模板的方法进行标定,过程中充分考虑了透镜径向畸变和切向畸变因素的影响。文章在标定之前讨论了摄像机结构参数的设置问题,以期更合理地布置摄像机摆放位置。文中给出了详细的标定步骤,并提出基于多项式拟合的摄像机标定方法。该算法充分发挥了OpenCV函数库的功能,提高了标定精度和计算效率,具有良好的跨平台移植性,可以满足船舶曲面分段测量装备视觉测量的需要。     

船体曲板的双目视觉测量方法

针对船舶制造现场工作环境较为复杂和船体曲板为大尺度板的情况,提出基于结构光辅助扫描的计算机双目视觉测量方法。使用张正友标定法计算摄像机的内部参数和外部参数,在图像中根据颜色空间和形态学处理初步提取激光线,根据基于海森(Hessian)矩阵的Steger算法得到亚像素级的激光中心线,根据极线匹配方法计算激光点坐标并根据二阶偏导数筛选边缘点。该非接触测量方法精度较高、适用性较好,可满足船舶制造的曲板检测要求。     

船舶机舱虚拟现实仿真系统

提出并实现基于虚拟现实技术的船舶轮机仿真系统.给出应用于船舶轮机仿真的虚拟立体视觉图象生成算法,研究了使用立体眼镜和立体头盔视觉设备的虚拟现实系统的实现.讨论了虚拟机舱漫游、虚拟船舶驾驶台和虚拟集控室等船舶仿真系统.     

螺旋桨空泡体积测量

螺旋桨背片空泡分布形态、变化趋势、面积、厚度、体积变化率对研究桨叶剥蚀、螺旋桨噪声及激振力具有重要的意义.通过双目立体视觉的计算机技术,利用两台不同角度的摄像机采集同一时刻的桨叶背片空泡,计算空间点在两幅图像中的视差,获得该点的三维坐标值,得到螺旋桨空泡面积和体积信息.通过连续采集空泡图像信息并实时处理可进一步得到螺旋桨背片空泡发展趋势和体积变化率信息,为解决降低螺旋桨激振力和噪声、桨叶剥蚀等问题提供了重要的技术检测手段,有助于螺旋桨设计者提供更优秀的螺旋桨方案.     

图像分割在工件图像视觉检测中的应用

在介绍图像分割的主要特征的基础上,分析了目前几种典型图像分割方法。针对工件图像视觉检测中图像分割特点,提出了将边缘检测和域值分割方法相结合来分割工件图像的一种新方法,并开发了相应的软件。实验验证该方法用于工件图像测量,能很好消除图像噪声,得到连续的图像边界,并且定位较准,可以有效地提高检测系统的精度。     

基于三维数字场的船体表面测量定位标识系统研究

在介绍三维数字场的基础上,对构建基于三维数字场的船体表面测量定位标识系统的框架结构、测量系统、室内空间定位系统及标识划线执行装置系统开展了研究,重点对相应的原理、涉及的技术等方面进行探讨.在此基础上,以船舶表面敷设柔性矩形块的定位点标识作为应用对象,开发相关测量、定位、标识系统,实现在三维数字场中的完整原理性作业,验证提高作业精度和效率的可行性.