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公开(公告)号：CN104180808A
公开(公告)日：2014-12-03
申请号：CN201410382576.9
申请日：2014-08-05
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种用于自主空中加油的圆形锥套视觉位姿解算方法，该方法利用加油锥套的结构特点，先建立原点为摄像机光心、XY平面与加油口平面平行的世界坐标系，然后分别在摄像机坐标系和世界坐标系下建立圆形投影锥面方程，并根据“旋转变换不改变系数矩阵特征值”这一特性，计算世界坐标系下圆形投影锥面方程系数矩阵中的未知参数，进而可求解受油插头和加油锥套之间的位置和姿态信息。该方法思路清晰，计算过程简单，通用性和便利性好，可获得位姿参数的精确解。
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公开(公告)号：CN103778645A
公开(公告)日：2014-05-07
申请号：CN201410020006.5
申请日：2014-01-16
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06T7/20
摘要： 本发明公开了一种基于图像的圆形目标实时跟踪方法，用以解决圆形目标由远及近运动时跟踪稳定性不高的问题。该方法步骤为：首先，根据圆形目标的状态方程和观测方程构造Kalman滤波器，将捕获目标获得的圆心坐标及半径作为滤波器的初始状态，建立目标在当前帧中的预测信息，减小搜索范围；其次，根据预测信息构建跟踪框，利用快速霍夫梯度法提取跟踪框中图像进行圆形目标检测，获得当前时刻目标的位置信息；最后，利用新位置作为Kalman滤波过程的观测值来更新滤波参数，更新目标状态估计和误差方差阵。反复进行上述步骤，实现在光照变化和背景混淆场景下快速有效的跟踪圆形目标。
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公开(公告)号：CN103335634A
公开(公告)日：2013-10-02
申请号：CN201310252857.8
申请日：2013-06-24
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G01C11/00
摘要： 本发明公开了一种用于部件安装姿态调校的视觉靶板装置及标定方法，设计了一种由视觉靶面、伸出杆与适配工装构成的视觉靶板，根据视觉靶板装置，提出了视觉靶板中各靶点相对位置关系以及视觉靶面与适配工装几何关系的一整套标定方法。首先，采用单摄像机摄影测量方法结合通过精确移动构成的具有确定间距的辅助靶点标定靶板上面各光学靶点的相对位置关系；然后，利用精确控制的移动平台控制视觉靶板做特定移动，根据移动视觉靶点在相机中的位置，采用多点透视算法，标定出靶面坐标系与适配工装坐标的相对姿态。结合本发明设计与标定的视觉靶板装置，可对机身复杂机构中的安装基座进行姿态测量，满足现代飞机柔性自动化现场装配的需要。
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公开(公告)号：CN103164857B
公开(公告)日：2015-12-09
申请号：CN201310075019.8
申请日：2013-03-08
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06T7/00
摘要： 本发明公开了一种近距大偏角圆形目标图像的高效检测方法，其解决了圆形目标距离图像采集设备较近且存在较大偏转角时成像发生严重形变时的检测难题，该方法主要包括：首先对原始图像进行针对性预处理，从复杂背景中粗略分割出圆形目标；其次对预处理图像进行二值形态学闭运算处理，对目标的几何形状特征进行恢复和保持；然后基于特殊的几何约束关系，从双层轮廓提取算法得到的众多轮廓中排除干扰轮廓，筛选出目标的初选轮廓；最后利用目标的细节特征，确认目标轮廓。本发明能够准确识别并检测出近距大偏角的圆形目标，在目标成像区域较大时利用模板匹配提高算法的准确性和效率，实现高效检测。
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公开(公告)号：CN102548156B
公开(公告)日：2014-08-13
申请号：CN201210043506.1
申请日：2012-02-24
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： H05B37/02
摘要： 本发明公开了一种多路红外LED靶点自适应亮度控制系统及其控制方法，属于视觉测量领域。该系统包括上位机决策模块、通讯电路模块、光学靶点亮度控制电路模块，其中，光学靶点亮度控制电路模块由单片机控制单元、指示单元、多级电压切换单元、PWM发生器、推挽电路和红外LED组成。所述推挽电路由PNP型三极管和NPN型三极管构成。本发明可实现LED工作电流在几个毫安到几百毫安之间的动态调节，解决了大视野视觉测量中光学靶点的亮度控制问题，对于以红外发光LED为目标靶点的高精度视觉动态跟踪、检测、定位等有重要意义。
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公开(公告)号：CN103673881A
公开(公告)日：2014-03-26
申请号：CN201310690701.8
申请日：2013-12-16
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明光笔快速现场标定方法只需要测量系统本身的摄像机、k（k≥0）个与光笔上的目标靶点具有相同视觉特征的辅助目标靶点、一个具有m（m≥2）个间距已知的圆锥孔的标定物，摄像机在t（t≥2）个不同的方位对光笔和其周围自由布设的k（k≥0）个辅助靶点拍摄t幅图像，根据拍摄的t幅图像求解出光笔上各靶点在光笔坐标系下相差一个比例因子λ的三维坐标；将标定物置于摄像机有效视场内，保持摄像机和标定物相对位置不变，依次将光笔的球形测头置于标定物上的第i（i=1,2,…,m）个圆锥孔中，每次使光笔绕圆锥孔中的球形测头摆动到不同的l（l≥3）个位置，用摄像机拍摄每个位置光笔靶点图像Iir（i=1,2,…,m，r=1,2,…,l）共m×l幅图像，利用这m×l幅图像，求出比例因子λ及光笔测头中心在光笔坐标系下的三维坐标，完成整个过程。
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公开(公告)号：CN103164857A
公开(公告)日：2013-06-19
申请号：CN201310075019.8
申请日：2013-03-08
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06T7/00
摘要： 本发明公开了一种近距大偏角圆形目标图像的高效检测方法，其解决了圆形目标距离图像采集设备较近且存在较大偏转角时成像发生严重形变时的检测难题，该方法主要包括：首先对原始图像进行针对性预处理，从复杂背景中粗略分割出圆形目标；其次对预处理图像进行二值形态学闭运算处理，对目标的几何形状特征进行恢复和保持；然后基于特殊的几何约束关系，从双层轮廓提取算法得到的众多轮廓中排除干扰轮廓，筛选出目标的初选轮廓；最后利用目标的细节特征，确认目标轮廓。本发明能够准确识别并检测出近距大偏角的圆形目标，在目标成像区域较大时利用模板匹配提高算法的准确性和效率，实现高效检测。
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公开(公告)号：CN102663763A
公开(公告)日：2012-09-12
申请号：CN201210125199.1
申请日：2012-04-25
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06T7/00
摘要： 本发明提供一种面向大视场高精度视觉测量的摄像机标定方法，属于测量、测试领域。本发明采用亮度自适应的单个红外LED作为目标靶点，将该靶点固定在三维数控机械装置上，并控制其移动至预先设定的空间位置。在三维空间构成一个虚拟立体靶标。每次靶点到达设定的空间位置时，摄像机对靶点进行图像采集。通过自由移动摄像机在多个方位对虚拟立体靶标进行拍摄，使得多个虚拟立体靶标分布于整个摄像机的标定空间。摄像机在每个方位对虚拟立体靶标的拍摄都计算出一组摄像机的内、外参数，以作为后续优化的初值。最后基于多方位拍摄的虚拟立体靶标进行标定参数的整体优化。本发明可以有效提高大视场摄像机的标定精度。
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公开(公告)号：CN102496015A
公开(公告)日：2012-06-13
申请号：CN201110371950.1
申请日：2011-11-22
申请人： 南京航空航天大学
IPC分类号： G06K9/32
摘要： 本发明涉及一种二维高斯分布光斑图像中心快速高精度定位方法，通过CCD相机的离焦成像，获取近似二维高斯分布的图像，将图像进行处理，初步分割出图像中的多个光斑并标定序号，先确定出光斑中心的整像素坐标，然后以整像素坐标为原点建立局部图像坐标系，计算高斯光斑的方差，以及光斑中心在x方向和y方向的亚像素坐标分量，最后将整像素坐标与亚像素坐标合成得到光斑中心的实际精确坐标。本发明方法综合利用了窗口内的所有像素灰度信息，通过解析表达式直接计算高斯分布光斑的亚像素中心位置，无需求解广义逆矩阵，与传统的高斯曲面拟合法相比，效率提高200倍以上且没有精度上的损失，可实现多个光斑中心的实时提取。
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公开(公告)号：CN104180808B
公开(公告)日：2017-02-15
申请号：CN201410382576.9
申请日：2014-08-05
申请人： 南京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种用于自主空中加油的圆形锥套视觉位姿解算方法，该方法利用加油锥套的结构特点，先建立原点为摄像机光心、XY平面与加油口平面平行的世界坐标系，然后分别在摄像机坐标系和世界坐标系下建立圆形投影锥面方程，并根据“旋转变换不改变系数矩阵特征值”这一特性，计算世界坐标系下圆形投影锥面方程系数矩阵中的未知参数，进而可求解受油插头和加油锥套之间的位置和姿态信息。该方法思路清晰，计算过程简单，通用性和便利性好，可获得位姿参数的精确解。
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