基坑施工对临近运营地铁隧道影响监测的实践

由于受基坑开挖所产生的卸载和基坑降水的影响,临近地铁隧道的受力条件将改变,造成地铁隧道的变形和位移。采用自动化技术实时监测地铁隧道的变形,对保证地铁运营安全至关重要。文中结合广州大马站商业中心项目基坑开挖对临近运营地铁1号线隧道结构变形位移自动监测工程项目的实践,对自动全站仪监测系统在地铁隧道监测方面的系统构建、测量方法、测量精度、监测效果等方面进行论述。实际应用表明,该系统以高精度、自动化的优势,及时提供可靠的动态监测数据,科学指导基坑施工,保证了地铁运营安全,取得良好的效果。     

基于双目视觉的船舶跟踪与定位

设计了基于双目视觉的船舶跟踪与定位系统,并且完成对应算法设计.算法分为摄像机标定、目标跟踪、立体匹配、视差定位4个模块,其中,跟踪模块以目标窗口的形式给出跟踪结果,匹配模块在跟踪结果中进行左右目立体匹配,定位模块根据左右目匹配点对的像素位置计算其在物理空间的坐标,减少了匹配时间.实验结果表明,该方式可实现实时跟踪目标并给出目标的准确位置,满足应用要求.该定位系统可同时完成动态目标跟踪和定位,提供三维图像的丰富信息,具有很强的推广应用价值.     

浅谈计算机视觉与数字摄影测量

计算机视觉技术集数字图像处理、应用数学、模式识别及人工智能等知识于一体,其应用已经涉及到计算机图形学、图像处理与分析、机器人学等领域。数字摄影测量技术是测绘学科的一个分支,数字摄影测量已经进入计算机视觉的领域。文中简要地回顾了计算机视觉技术的发展史,主要介绍了计算机视觉与数字摄影测量的共同点及其本质差异。     

基于小波高精度点匹配的基本矩阵估计

利用2视图进行景物的3维重构中,基本矩阵的估计是一个非常重要的问题。目前无论是线性算法还是非线性算法,在估计基本矩阵时都不太理想。这里采用图像的Harries角点作为端点,经过基于小波变换的子线段匹配方法获得高精度的匹配点对;在此基础上,进一步采用Hartley提出的改进八点算法获得了高精度的基本矩阵。通过真实图像的对比实验证明,该方法能有效地提高景物3维重构中基本矩阵估计精度。     

基于单目视觉的天线副面并联调整机构相对位姿测量方法

为测量天线副面并联调整机构的相对位姿,研究了一种基于单目视觉的位姿测量系统.采用光源照射固定于动平台上的合作目标,结合滤光片等控制手段,利用单目相机采集非共面特征点的图像,获得高对比度的准理想图像.经过图像处理和平方加权质心法,提取出特征点的图像坐标,使用EPnP (Efficient Perspective-n-Point)算法进行位姿解算,最终可以得到并联调整机构的相对位姿测量方法.最后通过实验进行了精度验证,结果表明平移精度为0.1 mm,旋转精度为0.05°,满足了实验要求,为并联机构的位姿检测提供了可行性思路.     

仿生机器鱼转向机动的水动力性能数值研究

将仿生机器鱼的C-型转向机动划分为弯曲阶段、保持阶段和伸展阶段,首先基于计算流体力学（CFD）方法建立了鱼体与流体相互作用的耦合求解方法,其次通过二次开发FLUENT实现机器鱼在C-型转向机动过程中鱼体的大变形运动,最后数值计算了机器鱼在C-型转向机动过程中的运动性能、水动力性能和流场涡结构。计算结果表明：仿生机器鱼在弯曲阶段和保持阶段进行快速的转向;在伸展阶段,机器鱼的艏向角速度和侧向速度快速的减小至零值,而前进速度则快速的增加,在伸展阶段结束时获得一个较大的前进速度;在滑行阶段,仿生机器鱼以获得的纵向速度向前滑行,并且纵向速度缓慢的减小。机器鱼的C-型转向机动能够实现小范围内的大角度转向;在弯曲阶段和伸展阶段鱼体的快速弯曲和伸展运动各产生一个涡环,每个涡环产生一个射流,射流产生作用于机器鱼上的水动力和力矩。     

线驱动自主巡游机器人设计及试验研究

设计了一种拉线机构驱动的仿鱼型自主巡游机器人,阐述了其机械结构、电路系统及控制算法的设计方案,同时开展开敞水域试验对其游动性能进行研究。研究表明,在直行及转弯试验中,当摆尾频率相同时,随着尾鳍摆动幅度的增加,机器鱼的游动速度上升;当尾鳍摆动幅度相同时,随着摆尾频率的增加,机器鱼游动速度先升后降,且在0.60 Hz附近时达到峰值;在目标角度转向试验中,当摆尾频率及目标角度相同时,随着尾鳍摆动幅度的增加,机器鱼的角度响应时间逐渐减小;当尾鳍摆动幅度及目标角度相同时,随着摆尾频率的增加,角度响应时间先降后升;当摆尾频率及摆动幅度相同时,目标角度的增加会使得角度响应时间呈上升趋势。研究成果验证了该机器鱼平台的可靠性,为将来进一步理论研究及实际应用提供了一定的参考。     

单目视觉Tukey权因子模型室内位置测量

面向室内导航和定位的需求,本文提出了一种基于编码图形和单目视觉传感器相结合的室内移动载体位置测量方法。首先,优化设计了一系列用于移动载体空间位置计算的编码影像,利用轮廓匹配、矩计算和映射匹配相结合的方式实现空编图形的识别与定位。其次,针对编码图形中心像方坐标观测值提取残差,构建了基于单位权和Tukey权因子模型的空间后方交会方法,基于两种权重因子分别计算了移动载体的观测值残差权重,分析了不同残差的观测值对结果的影响程度。然后,构建了4组实验环境,从不同角度获取了观测影像,并进行了数据处理与分析。最后,通过实验验证,表明基于2种权因子模型的方法均能够实现载体位置的计算,但基于Tukey权因子方法具有更高的精度,平面精度提高了29.76%—49.42%,高程精度提高了29.17%—74.07%。本文方法能够为室内空间移动载体提供高精度的导航和定位测量服务。     

基于机器视觉的水域远程监测应用系统方案设计

针对水面污染区域的识别及快速测量,通过电子测量手段和图像甄别方法,提出了一种高精度的水面污染面积测量方案,以满足水域管理和监测盲点污染需求。根据机器视觉的单目视觉测距原理,采用无人机航拍为该测量过程提供相应参数及污染区域方位信息。系统通过图像分割与堆叠技术对拍摄图片中油污染区域特征进行人工圈定边界识别,利用适用于该面积测量的视觉图像处理方法,设计了水面污染面积测量的人机交互,实现对污染区域面积进行实时或后期测量。试验结果表明,通过无人机实际飞控测量及软件处理,为水域管理提供有效依据,模拟水面污染面积测量精度为10^-3 m²,测量相对误差低于5%,垂直拍摄平均相对误差低于1.3%。     

分离式点结构光测量系统及其检定方法

传统点结构光传感器将激光器和CCD传感器固定在精密背架上,限制了其测量范围。将激光器与CCD摄像机分离,并给出了标定方法。通过实验,验证了该方法的可行性,拓展了点结构光传感器的应用领域。