单目相机物体位姿估计方法研究

现有的机器视觉通常以边缘轮廓和角点作为特征,因此要求背景单一,对环境结构化依赖程度高。为了拓展机器人的应用范围,使其脱离结构化的环境,提出了一种基于SIFT特征点和PNP技术的单目相机估计目标物体位姿的方法。以BumbleBee双目相机为硬件基础,以C++为开发平台,结合了Eigen计算库、OpenCV图像处理库和Triclops库,开发了单目视觉位姿估计算法,实现在复杂背景下对表面纹理较为丰富的物体的位姿估计。利用试验对所提方法进行了验证,试验结果表明,该算法具有较高的估计精度,可以作为机器抓取的依据。     

非结构混合网格鲁棒自适应技术

数值格式、湍流模型和计算网格是影响CFD数值模拟精度的3个主要因素。结合流场信息的网格自适应技术具备动态优化计算网格的能力,被NASA列为未来CFD发展的一项关键技术。本文针对非结构混合网格,发展了网格单元分布优化、表面网格几何投影和空间网格协调匹配3项关键技术,建立了高鲁棒性几何保真的网格自适应系统。首先,为了提高自适应方法的鲁棒性和通用性,发展了基于标准面网格的多面体网格单元分布优化方法。其次,发展了仅依赖表面网格信息的局部曲面重构技术,采用参数点映射方法实现了新增表面网格点的几何投影,消除了自适应系统对几何CAD系统的依赖。再次,采用改进的距离函数方法实现了空间网格与投影后表面网格的快速匹配。最后,结合基于流场特征的自适应探测器,采用二阶格式的有限体积方法,开展了30P30N三段翼绕流和三角翼大迎角绕流的网格自适应数值模拟。结果表明,通过网格自适应对网格单元的分布进行优化后,流场求解的收敛性和模拟精度都得到了显著提高。     

工业计算机断层成像系统转台旋转中心的确定

构建一个工业CT(computed tomography)成像系统,转台旋转中心的确定是非常关键的步骤,其定位误差会引起CT图像上的伪影.在详细分析了现存旋转中心确定方法不足的基础上,提出了一种新方法,该方法基于正弦图数据的冗余性,通过计算将正弦图数据总和均分的位置来定位旋转中心.相对现有算法,该方法无须使用模体,亦无需知晓任何几何参数,且基本不受随机噪声影响.实际的实验数据验证了该方法的有效性.      

参数曲面线投影的求交计算及其在复杂曲面产品点位测量中的应用

本文提出了一种新的参数曲面线投影求交计算方法。该方法基于参数域摄动原理，将求交问题转化为一系列筒单的参数摄动、映射、判断、比较等运算，能有效地解决参数曲面的线投影求交计算，并已在复杂曲面测量造型和数控加工质量分析中取得了良好的应用效果。     

曲面三维检测中的边界自动识别法

本文针对曲面检测、ＣＡＯ／ＣＡＭ以及产品外形质量控制等领域经常遇到的曲面边界测量困难，数学模型难以确定的难题，采用计算机数字图象处理手段，设计出各种边界跟踪评价函数，有效地控制了计算机系统能以一个象素点的偏差跟踪出模糊图象的曲线边界。     

判断矩阵的一个恰当的校正方法

 本文首先证明了成对比较矩阵在相容性矩阵集合中的最佳逼近的存在性和不唯一性。然后通过微分同胚,把原来的非线性逼近转化成一个线性逼近,从而用投影定理获得解决。算例证明该方法简易可行。     

近前视弹载SAR的改进后向投影成像算法

针对现有的弹载合成孔径雷达(SAR)大斜视算法所处理的斜视角度受限,传统的后向投影(BP)算法运算量大以及已有的快速后向投影算法不能进行并行处理等问题,提出了一种适于并行处理的近前视弹载SAR的改进后向投影算法.首先根据近前视弹载SAR的几何关系,建立回波信号模型,然后在距离方向上对弹载SAR扫描场景进行等间隔分割,在合并子孔径的同时分裂图像,达到所需图像精度时停止合并和分裂,再相干叠加反向投影到扫描场景的分割小区域内的回波,这样就会得到扫描区域的弹载SAR图像.对于各个条带可以采取并行处理来分别成像,可以进一步提高成像速度.最后利用仿真回波数据和实测回波数据对本文改进算法进行验证,通过与其他算法的比较,证明了本文改进算法可以处理高达86°的近前视场景,并且处理速度大大快于传统BP算法的处理速度,再配合并行处理划分的条带,处理速度会快于现有的改进BP算法的处理速度.      

基于GNSS散射信号的双站雷达系统干扰抑制的分析与研究

利用GNSS(全球卫星导航系统)卫星作为照射源,接收机在飞行器的收发分置的GNSS-R双站雷达探测系统作为一门新兴遥感技术越来越受到关注,但由于GNSS散射信号功率太弱,其接收机对GNSS干扰信号的抑制一直是个难点.根据直达波和邻近卫星信号干扰的特点,提出r改进的分块子空间投影算法.即首先对干扰信号进行捕获与跟踪,根据得到的干扰信号参数构筑相应的干扰子空间,利用改进的分块子空间投影进行干扰抑制,该方法既降低了跟踪误差对干扰性能的影响,又使计算量大幅下降,适合多变环境和多数据样本情况.通过对仿真结果的分析,验证了方法的有效性,也为后续系统的优化设计提供了依据.     

多通道投影图像的几何自动拼接技术

以低端摄像头产品为测量元件构造了实用的可扩展的多通道投影图像自动拼接系统;利用二次校准方法细化求解一致性矩阵,在投影屏幕上实现了多通道投影图像间的几何无缝拼接;特征图案的正确选择和二次校准方法最大限度地降低了摄像头性能对校准精度的影响;在满足相邻投影图像有重叠区域和摄像头能拍摄到重叠区域两个基本条件时,系统可实现自动拼接校准.实验表明,二次校准方法使校准时间明显缩短,使校准精度达到了亚像素级;低端摄像头、高效率的特征提取方法和一致性矩阵求解算法使系统扩展成本大大降低.