Author Affiliations
Abstract
1 Innovation Lab of Space Robot System, Space Robot Engineering Center, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun, 130033, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China
A monocular vision-based pose measurement system is provided for real-time measurement of a three-degree-of-freedom (3-DOF) air-bearing test-bed. Firstly, a circular plane cooperative target is designed. An image of a target fixed on the test-bed is then acquired. Blob analysis-based image processing is used to detect the object circles on the target. A fast algorithm (FCCSP) based on pixel statistics is proposed to extract the centers of object circles. Finally, pose measurements can be obtained when combined with the centers and the coordinate transformation relation. Experiments show that the proposed method is fast, accurate, and robust enough to satisfy the requirement of the pose measurement.
3-DOF air-bearing test-bed machine vision pose measurement cooperative target central extraction 
Photonic Sensors
2018, 8(2): 119
吕耀宇 1,2顾营迎 1,3,*高瞻宇 1,2徐振邦 1[ ... ]吴清文 1
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人工程中心, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京控制工程研究所成像事业部, 北京 100081
为了通过视觉测量的方法实现小型空间机器人协同位姿的求解, 设计了基于单目视觉的协同位姿测量系统。针对复杂的太空工作条件, 设计了作用范围广、精度高且稳健性强的合作靶标; 设计了利用图像梯度法提取单像素边缘的算法, 并通过中心匹配等约束完成了靶标识别; 推导了特征点距离与位姿测量精度的关系, 在此基础上提出了基于分区处理的特征点提取策略, 实现了复杂条件下特征点的分区提取和准确编号, 并扩展了工作距离, 改善了位姿求解精度。实验结果表明, 针对640 pixel×480 pixel图片, 在Matlab环境下处理速度约为84.3 ms/frame, 在2.2 m距离范围内位姿测量误差在5 mm、1°以内。设计的单目视觉位姿测量系统满足小型空间机器人协同工作的任务需求。
机器视觉 单目视觉 合作靶标 靶标识别 位姿测量 精度分析 
激光与光电子学进展
2017, 54(12): 121505

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