针对十参数标定模型的导航避障相机影像精确校正

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作者 王强 刘阳 +3 位作者 刘思齐 胡迪 崔希民 范生宏 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第10期98-102,119,共6页

十参数标定模型是近景摄影测量中一种经典的内参标定模型。在影像畸变校正中,如果利用此模型采用直接重采样方式会产生空洞条纹,而常规的间接重采样方式虽无空洞产生,但在畸变较大的非中心区域同样无法得到较好的校正效果。针对此问题,... 十参数标定模型是近景摄影测量中一种经典的内参标定模型。在影像畸变校正中,如果利用此模型采用直接重采样方式会产生空洞条纹,而常规的间接重采样方式虽无空洞产生,但在畸变较大的非中心区域同样无法得到较好的校正效果。针对此问题,本文提出了一种针对十参数标定模型的影像牛顿迭代精确校正算法。首先利用十参数标定模型将像点理想值和实际值进行重组,构建以像点实际值为待求量的非线性方程组;然后采用牛顿迭代法对影像中畸变部分进行局部线性逼近求解;最后采用间接重采样方法实现精确校正的目的。以移动机器人导航和避障相机作为研究对象,试验结果表明,牛顿迭代法校正可以得到高精度的优质去畸变影像,对避障相机的处理效果尤为显著。本文算法适用于移动机器人导航避障相机影像的畸变精确去除,为后续立体匹配环节生成优质的双目核线影像提供了可靠数据源。 展开更多

关键词 畸变校正 十参数标定模型 牛顿迭代法 导航避障相机

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双目立体的半全局匹配系列方法对比研究

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作者 李蒙 范文杰 +1 位作者 王大为 霍克强 《中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术》 2024年第8期189-193,共5页

影像密集匹配是数字表面模型生成以及三维重建工作的核心技术。密集匹配视差计算的关键是找到左右影像中对应的投影点,目前影像匹配的过程常常会受到噪声、倾斜面、重复区域、遮挡等影像匹配难点的影响,导致误匹配的产生进而影响视差值... 影像密集匹配是数字表面模型生成以及三维重建工作的核心技术。密集匹配视差计算的关键是找到左右影像中对应的投影点,目前影像匹配的过程常常会受到噪声、倾斜面、重复区域、遮挡等影像匹配难点的影响,导致误匹配的产生进而影响视差值的准确性。本文基于密集匹配中经典的半全局匹配为研究对象,将三组立体像对分别进行了半全局匹配、半全局匹配后处理及半全局块匹配的处理,通过三种递进方法进行了对比分析。实验数据表明,在匹配后处理进行的视差精化对检测和修复误匹配是非常必要的,可增强输出视差图的细节纹理及边缘轮廓。 展开更多

关键词 半全局匹配 立体像对 密集匹配 视差图

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基于数字摄影测量技术的高精度低温面形测量 被引量：6

3

作者 娄铮 钱元 +5 位作者 范生宏 刘昌儒 王海仁 左营喜 程景全 杨戟 《天文学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期115-124,共10页

受到检测设备工作温度条件的限制,目前低温环境下的高精度面形检测手段还十分缺乏.首次将数字摄影测量技术应用于低温环境下高精度太赫兹反射面板的面形检测,采用高分辨率工业相机,结合低温电机驱动的自动测试台,实现测量设备在低温环... 受到检测设备工作温度条件的限制,目前低温环境下的高精度面形检测手段还十分缺乏.首次将数字摄影测量技术应用于低温环境下高精度太赫兹反射面板的面形检测,采用高分辨率工业相机,结合低温电机驱动的自动测试台,实现测量设备在低温环境实验舱中的自动化拍摄,低温环境下的重复测量精度达到2.1μm rms.利用三坐标测量仪在常温下对靶标厚度进行标定,从而消除了由靶标厚度差异造成的系统测量误差.在常温至-55?C的温度范围内测量了南极5米太赫兹望远镜(DATE5)铝制原型面板的面形误差,获得了面板在低温下的面形变化规律. 展开更多

关键词 太赫兹望远镜 技术 面形测量 数字摄影测量 面板 低温环境

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IGS站高程非线性速度场建模初值确定

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作者 张恒璟 赵亮 +1 位作者 王静 范文杰 《导航定位学报》 CSCD 2019年第4期99-104,共6页

针对国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)站高程非线性速度场建模时周期初值人为假定存在不稳定的问题,提出以功率谱分析为手段来探测高程时间序列主要周期值的方法,并将探测得到的主要周期值作为初值建立非线性速度场模型:以国内外8个IG... 针对国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)站高程非线性速度场建模时周期初值人为假定存在不稳定的问题,提出以功率谱分析为手段来探测高程时间序列主要周期值的方法,并将探测得到的主要周期值作为初值建立非线性速度场模型:以国内外8个IGS站20余年的高程时间序列数据为对象,利用功率谱分析的方法得到每个IGS站高程时间序列数据的主周期值;然后作为非线性速度场模型的周期初值进行迭代求解;最后与非线性模型线性化人为给定初值的方法进行对比。结果表明,当迭代求解得到的模型拟合残差精度相等时,功率谱分析给定周期初值的方法比人为给定固定周期初值的方法在迭代次数、迭代时间上均可得到降低,且能实现IGS站高程时间序列数据的有效拟合。 展开更多

关键词 高程时间序列 拟合模型 功率谱 模型线性化 初值

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基于图像处理的非规则形状检测方法 被引量：8

5

作者 亓晓彤 曹冬雨 +2 位作者 王京海 刘昌儒 范生宏 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期72-76,共5页

针对工业产品中非规则形状检测方法少、检测效率低的现状,本文提出了一种基于图像处理的快速高效检测方法。该方法首先对实际拍摄图像与参考模型进行特征点匹配,通过匹配寻找两幅图像中轮廓位置的映射关系,进而求解实际拍摄图像到参考... 针对工业产品中非规则形状检测方法少、检测效率低的现状,本文提出了一种基于图像处理的快速高效检测方法。该方法首先对实际拍摄图像与参考模型进行特征点匹配,通过匹配寻找两幅图像中轮廓位置的映射关系,进而求解实际拍摄图像到参考模型的透视变换参数;然后对实际拍摄图像中的非规则形状进行高精度边缘提取,利用求取的透视变换参数对提取的边缘点进行变换;最后将计算得到的数据与参考图像中的数据进行比较,以此进行非规则形状检测。该方法为非接触式,设备少,环境影响小,数据对象仅是摄影图像,检测速度快,适用于各种非规则形状。标准实验分析表明,该方法检测精度优于0.2 mm,具有较高的检测精度及较好的检测效率。 展开更多

关键词 图像处理 非规则 透视投影 检测

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空间后方交会精度分析及实验验证 被引量：6

6

作者 张杰 范生宏 +2 位作者 刘昌儒 石磊 管乐鑫 《无线电工程》 2015年第12期59-63,共5页

单像空间后方交会是摄影测量计算三维坐标的关键步骤,有着严密且复杂的数学公式,其内部参数及外部环境都会成为交会精度的影响因素。针对目前单像空间后方交会求解方法研究较多,而精度评价方面研究较少的现状,通过对单像空间后方交会理... 单像空间后方交会是摄影测量计算三维坐标的关键步骤,有着严密且复杂的数学公式,其内部参数及外部环境都会成为交会精度的影响因素。针对目前单像空间后方交会求解方法研究较多,而精度评价方面研究较少的现状,通过对单像空间后方交会理论进行分析,寻找影响交会精度的影响因素,设计各种情况的后方交会实验,着重研究了像点坐标、物方点坐标、控制场大小和摄影距离对交会精度的影响。通过实验研究得出这几种影响因素对交会精度的影响大小和影响趋势,对于实际工程应用中提高单像空间后方交会精度具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 后方交会 精度 分析 像点坐标

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相机自热引起像点漂移的实验分析与温度补偿模型研究 被引量：3

7

作者 刘阳 崔希民 +2 位作者 范生宏 王强 赵建国 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期14-20,共7页

为减小摄影测量中温度对测量精度的影响,基于物理实验,对相机自热引起的像点漂移影响机理进行研究,提出一种针对相机自热致像点漂移补偿方法。通过摄像测量技术对不动标志点进行长期连续监测,发现测量系统温度变化确实会引起像点漂移测... 为减小摄影测量中温度对测量精度的影响,基于物理实验,对相机自热引起的像点漂移影响机理进行研究,提出一种针对相机自热致像点漂移补偿方法。通过摄像测量技术对不动标志点进行长期连续监测,发现测量系统温度变化确实会引起像点漂移测量误差,其中水平漂移测量误差可达1.11Pixel,竖向漂移测量误差可达2.22Pixel。基于试验场标定法对相机进行连续标定,定量分析相机温度变化与内参数值的关系,并采用统计模型对相机内参与温度进行参数拟合,建立温度误差补偿模型,实现内参误差补偿。实验数据表明,利用模型补偿后的像点漂移误差水平方向降低约0.4Pixel,竖直方向降低约0.9Pixel,像点漂移量显著降低,测量精度提高。此研究提出的温度补偿模型可针对性地采取一系列相应的温度误差规避措施,将测量误差控制在允许范围内,为高精度摄影测量工程应用和实践提供相应的方法与理论基础。 展开更多

关键词 摄像测量 相机自热 相关性分析 像点漂移补偿

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基于视觉测量技术的控制力矩陀螺框架伺服系统标定研究 被引量：2

8

作者 汪李娜 崔希民 +2 位作者 范生宏 王强 郑慧 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期89-95,共7页

控制力矩陀螺作为航天器姿态控制的一个重要部分,对其输出力矩的速度及精度要求越来越高。目前,对于高精度的框架控制性能进行标定和验证,大都是依靠控制力矩陀螺自身角度位置传感器进行评价,精度存在一定的误差。针对这种情况,设计了... 控制力矩陀螺作为航天器姿态控制的一个重要部分,对其输出力矩的速度及精度要求越来越高。目前,对于高精度的框架控制性能进行标定和验证,大都是依靠控制力矩陀螺自身角度位置传感器进行评价,精度存在一定的误差。针对这种情况,设计了一种独立于控制力矩陀螺的视觉测量标定方式。在力矩陀螺上安装6个测量靶标,靶标在相机成像平面上呈现出由离散点组成的圆弧,对标志点中心进行定位,获得高精度像元提取精度,进一步处理得到二维像点坐标,拟合出圆心和半径;根据相片上像点位置及时间信息,计算得出控制力矩陀螺在不同时刻的角速度。采用快速傅里叶变换对角度信息进行处理,得到频率和相应的幅值,根据幅值计算框架绝对稳定度及相对稳定度,最后对框架角速度控制精度和角速度稳定度进行分析。试验表明,角速度绝对稳定度不低于0.02,相对稳定度不低于0.7%,且随着角度的增大稳定度逐渐提高;角位置测量精度经过实验验证可以达到1″,满足控制力矩陀螺高精度标定要求。 展开更多

关键词 视觉测量 快速傅里叶变换 控制力矩陀螺 框架伺服系统 标定

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一种新的航天器姿态快速测量方法 被引量：2

9

作者 张杰 张巍 +2 位作者 范生宏 王顺 鲁利刚 《无线电通信技术》 2017年第4期67-70,共4页

针对航天器组件装调及实验阶段,姿态准直测量过程需要频繁建站的问题,提出了一种航天器组件姿态快速测量方法。该方法采用调整装置,将卫星本体坐标系XOY面调整到与大地水平,根据整星立方镜和组件立方镜的标定数据,快速反算出用于组件准... 针对航天器组件装调及实验阶段,姿态准直测量过程需要频繁建站的问题,提出了一种航天器组件姿态快速测量方法。该方法采用调整装置,将卫星本体坐标系XOY面调整到与大地水平,根据整星立方镜和组件立方镜的标定数据,快速反算出用于组件准直测量的经纬仪的理论指向,指导产品组件姿态的快速调整。经实验验证,该快速调整方法精度满足设计要求,测量效率大幅提升。 展开更多

关键词 航天器姿态 准直测量 快速调整

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视觉-线结构光组合技术在轨道检测中的应用 被引量：10

10

作者 许万旸 刘艳杰 +2 位作者 李潘 王顺 王志恒 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1218-1222,共5页

视觉-线结构光组合测量技术作为一种非接触测量手段,在轨道的安全性检测方面具有十分重要的研究意义。针对常规轨检设备存在的结构复杂和图像处理难度大等问题,本文设计了一种更为简捷有效的轨道检测装置系统。从视觉-结构光系统的轨道... 视觉-线结构光组合测量技术作为一种非接触测量手段,在轨道的安全性检测方面具有十分重要的研究意义。针对常规轨检设备存在的结构复杂和图像处理难度大等问题,本文设计了一种更为简捷有效的轨道检测装置系统。从视觉-结构光系统的轨道测量原理入手,介绍了结构光系统的三维测量方法、异向轨道的结构光模型统一、线条处理和轨距计算方法,并通过实验获得检测系统的相关参数。通过80组轨距测量数据进行验证,结果表明:最大误差为0. 96 mm,均方根误差为0. 56 mm,测量精度达到毫米级。此技术装置可有效满足一般的轨道检测需求。 展开更多

关键词 视觉 结构光 非接触 轨道检测 轨距

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三维多点交会点位空间分布优化与精度分析 被引量：4

11

作者 丁克良 靳婷婷 +2 位作者 蒋志强 李甜 陈昊旻 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期691-700,共10页

为了提高超高精度、大尺寸三维控制网布设中点位交会的测量精度,利用激光跟踪仪测量系统建立高精度三维控制网,点位交会精度受测量点空间几何分布的影响,构建了基于激光跟踪仪测量系统的加权几何精度因子模型,根据测量点的点位分布和数... 为了提高超高精度、大尺寸三维控制网布设中点位交会的测量精度,利用激光跟踪仪测量系统建立高精度三维控制网,点位交会精度受测量点空间几何分布的影响,构建了基于激光跟踪仪测量系统的加权几何精度因子模型,根据测量点的点位分布和数量,从水平面、高程等方面对多方向多距离的空间点位交会精度进行了比较分析。实验结果表明:三点交会测量时,测量点距离越短,天顶距间差值越大,点位交会精度越高;在已知四面体的内部插入测量点,测量点距离越短,天顶距越大,点位交会精度越高;测量点为6个时,点位交会精度能很好地满足测量要求,且精度趋于稳定,随测量点的增加,精度提升缓慢。该方法可选取有利的点位位置,有效地提高点位交会精度,在实际工程应用中具有较高的应用价值。 展开更多

关键词 激光跟踪仪 多点交会 精度因子 空间几何分布

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基于摄影测量技术的航天发动机装配过程几何参数测量方法研究 被引量：2

12

作者 王晶龙 强薇 +2 位作者 潘兆义 张权明 仝佳伟 《宇航计测技术》 CSCD 2023年第2期36-41,共6页

当前我国航天发动机装配过程几何参数的测量方法为专业人员操作激光跟踪仪或全站仪逐点位进行测量,此类方法存在测量效率低的缺点。针对此问题,提出了一种高效的基于摄影测量技术的航天发动机装配过程几何参数测量方法,对该测量方法的... 当前我国航天发动机装配过程几何参数的测量方法为专业人员操作激光跟踪仪或全站仪逐点位进行测量,此类方法存在测量效率低的缺点。针对此问题,提出了一种高效的基于摄影测量技术的航天发动机装配过程几何参数测量方法,对该测量方法的测量原理进行了介绍,详细说明了这一方法各测量环节实现的测量目的,最后通过实测数据计算工业数字摄影测量技术在此类应用中的系统准确度,证明了该测量方法的可行性。 展开更多

关键词 数字摄影测量 高精度测量 快速测量 航天发动机 推力线

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原位自生铝基复合材料γ射线屏蔽性能研究 被引量：1

13

作者 范文杰 孟晓峰 +1 位作者 李宜全 郭健 《山西冶金》 CAS 2021年第4期70-71,74,共3页

通过以原位自生铝基复合材料为耐辐照壳体的COMS相机在不同剂量γ射线下的抗噪度实验可知:8%TiB2/2024复合材料的降噪效果接近于同等厚度的铅。同时,该种材料具有高强度低密度等优良力学特性,为新型耐辐射机壳的设计提供了新的可能。

关键词 原位自生铝基复合材料 Γ射线 耐辐照

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复杂分放性测量点优化布置方法研究

14

作者 王晶龙 强薇 +2 位作者 潘兆义 张权明 徐祎凡 《宇航计测技术》 CSCD 2022年第2期61-66,共6页

随着现代化工业的发展需求日益提升,对于中大型工业部件的加工精度检测也有了更高的要求。对某火箭发动机进行测量检测时,被测物结构较为复杂,测量尺寸较大。由于工作环境特殊,需要尽量避免在非被测物上布设合作标志,而且由于无多余物需... 随着现代化工业的发展需求日益提升,对于中大型工业部件的加工精度检测也有了更高的要求。对某火箭发动机进行测量检测时,被测物结构较为复杂,测量尺寸较大。由于工作环境特殊,需要尽量避免在非被测物上布设合作标志,而且由于无多余物需求,在待测物表面需要尽量少的布设测量合作标志。因此,需要对此需求进行实际研究,对合作标志进行回光性测试,设计了多种复杂分放性测量点布设方式,经试验确定了通过增加测量辅助面的方式可以极大提高测量精度,而且减少一半被测物上测量点布设而不影响测量精度,并对测量辅助面与类柱状被测物的布设角度进行了相应研究。 展开更多

关键词 摄影测量 测量点布设 测量辅助面

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基于线扫描的管路三维重建技术研究与实现

15

作者 张杰 李潘 +2 位作者 范生宏 王顺 鲁利刚 《无线电工程》 2017年第7期66-70,共5页

针对航空发动机管路装配过程中,装配质量难以保证、检测效率低的问题,提出一种基于线结构光的管路三维重建测量方法。该方法通过线结构光扫描技术,获取管路表面三维轮廓数据,利用三维点云数据提取管路脊线和半径值。针对离散的脊线坐标... 针对航空发动机管路装配过程中,装配质量难以保证、检测效率低的问题,提出一种基于线结构光的管路三维重建测量方法。该方法通过线结构光扫描技术,获取管路表面三维轮廓数据,利用三维点云数据提取管路脊线和半径值。针对离散的脊线坐标值,采取NURBS算法对其拟合,利用管路脊线和半径值重建管路三维模型。通过线结构光扫描测量系统,获取管路轮廓点云数据,重构管路三维模型。实验结果证明,该方法和测量系统可以实现管路三维的快速重建,重建数据可用于管路间隙测量。 展开更多

关键词 线结构光 亚像素 三维测量 管路重建

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不变量约束和参数自适应的点状编码标志稳定识别方法

16

作者 范生宏 蒋家庆 +3 位作者 范文杰 任杰 李潘 刘阳 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2024年第8期143-152,共10页

针对GSI编码标志识别方法在参数自适应、高精度中心定位和稳定性方面存在一定局限性的问题,该文提出了一种改进的点状编码标志稳定高精度识别方法。首先,采用自适应局部均值二值化代替手动全局二值化。然后,通过融合灰度加权质心和椭圆... 针对GSI编码标志识别方法在参数自适应、高精度中心定位和稳定性方面存在一定局限性的问题,该文提出了一种改进的点状编码标志稳定高精度识别方法。首先,采用自适应局部均值二值化代替手动全局二值化。然后,通过融合灰度加权质心和椭圆拟合进行高精度中心定位。最后,在模板点确定过程中,基于二维交比不变量并融入点-线距离比值不变量,而在解码点确定过程中,将点-线距离比值不变量融入到仿射变换中,拟通过不变量约束实现几何参数的自适应并增强识别的稳定性。通过室内外实验与公开的方法以及商用软件V-STARS进行了比较。结果表明,该方法可以实现参数的自适应且识别更稳定更准确,性能与V-STARS相当。 展开更多

关键词 编码标志 V-STARS 几何不变量 摄影测量

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遥感信息质量提升的源端方法及其地学-光电参量关联物理基础 被引量：1

17

作者 晏磊 姜凯文 +7 位作者 樊邦奎 郑玉泉 王明志 勾志阳 胡秀清 左正康 付瑜 赵红颖 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期65-77,共13页

遥感信息质量提升是高分辨率遥感定量化发展的基础和追求目标.本文提出了一种从成像系统源端提升遥感信息质量的新方法,实现了地学-光电参量的相互转换,通过连续调整成像传感器光电参量使得地物观测影像误差最小化,即提升遥感信息质量.... 遥感信息质量提升是高分辨率遥感定量化发展的基础和追求目标.本文提出了一种从成像系统源端提升遥感信息质量的新方法,实现了地学-光电参量的相互转换,通过连续调整成像传感器光电参量使得地物观测影像误差最小化,即提升遥感信息质量.具体是通过外场定标实验获得的影像DN值,利用地物L的校正模型DN=kL+g,调整光电参量使得真实拟合系数k逼近1和偏差g逼近0,此时影像DN值接近地物真值L.进一步地,当k偏离1, g偏离0时,地物观测误差增大,仪器退化.然后根据光电参量分解方程可得到仪器退化的具体部件,得以跟踪仪器性能并进行改进.以此建立的地学-光电参量转换遥感成像载荷品质度量、研发新机制,建立地表参量与成像系统光电参量有效关联,从光电成像系统源头破解遥感成像误差难以等效度量的难题.理论和实验证明其有效可行. 展开更多

关键词 遥感信息质量 地学-光电参量转换 传感器 外场定标 观测误差 仪器退化

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多目高速摄影相机的水中微气泡参数测量

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作者 陈坚 徐秀云 +3 位作者 范生宏 任文涛 范文杰 李潘 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2023年第8期130-136,181,共8页

针对水中微气泡识别测量精度低的问题,该文提出一种基于多目高速摄影测量的水中微气泡参数测量方法,首先利用4台工业高速摄影相机搭建了多目摄影测量气泡观测系统,对水中的微气泡进行了采集,然后通过4台相机的正交双目测量技术计算出气... 针对水中微气泡识别测量精度低的问题,该文提出一种基于多目高速摄影测量的水中微气泡参数测量方法,首先利用4台工业高速摄影相机搭建了多目摄影测量气泡观测系统,对水中的微气泡进行了采集,然后通过4台相机的正交双目测量技术计算出气泡的三维位置,并基于轮廓视觉包络方法对其三维模型进行了重建。在此基础上,通过测量生成的三维模型获取了气体夹带气泡的轨迹和气体夹带气泡的体积。实验表明,该方法在测量单个气泡体积的误差仅为0.31mm^(3),气泡个数的识别率高达99%,准确率为98.3%。说明该文提出的方法能有效地模拟出三维气泡的运动过程和轨迹,并精确获取气泡的体积。 展开更多

关键词 微气泡 多目高速摄影测量 三维模型 气泡轨迹 气泡体积

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