基于ORB特征的视觉里程计算法优化

来源 :激光与光电子学进展 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingdianbingdu
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针对在动态环境下受运动物体影响而不能准确进行机器人运动估计的问题,提出一种基于ORB特征区域分割的视觉里程计算法。利用相邻区域特征点三维空间距离不变性,对提取的特征点进行区域分割,将图像中运动物体产生的特征点与静态背景的特征点分割开,去除动态物体特征点的影响,再进行相机的位姿估计,从而去除场景中动态物体的干扰。实验结果表明,基于ORB特征区域分割的视觉里程计算法能够实时地在动态和静态环境中进行相机的位姿估计,具有很高的稳健性和精度。
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条带噪声会影响推扫式航空相机成像质量,去除条带噪声是提高后续数据分析精度的关键环节。分析了航空图像条带噪声的主要来源和模型,提出了一种基于全变分的抑制条带噪声方法。根据相对平坦区域估计每个像元的增益和偏置值,利用全变分模型,采用梯度下降法迭代求解进行图像重构。实验结果表明,仿真图像峰值信噪比从31dB提高到40dB,实际航拍图像辐射质量提升因子提高到9dB。与传统方法相比,该方法处理的图像变异逆系
针对移动式三维视觉测量系统所采用的圆形标记点成像亮度较低且不均匀等问题,提出了一种基于灰度差重心法的识别与提取算法。获取标记点近似成像中心及成像区域,在成像区域内沿四个方向扫描得到像素级边缘点;利用灰度差重心法进行亚像素定位;对亚像素级边缘点进行椭圆拟合,得到标记点成像中心位置。实验结果表明,像素级边缘检测算法运行时间为3ms左右;亚像素定位算法椭圆拟合最大偏差小于0.08pixel,平均偏差小于
为了研究氮气在宽光谱范围内的色散特性,基于气体色散理论,在标准条件下(温度为293.15 K,气压为101325 Pa),利用二阶Sellmeier公式和最小二乘法拟合得到氮气在0.145~2.058 μm波长范围内的色散公式。该公式在全波段范围内的不确定度约为2.1×10-7,与原始测量数据的准确度一致。与现有色散公式相比,该公式的适用波长范围更宽,可提供氮气在0.27~0.47 μm波段更多的折射率信息,具有较广泛的适用性。通过实验测量氮气在633 nm处的折射率验证了该公式的有效性。
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为了研究共掺Ce对Nd,Eu:ZnWO4激光晶体的敏化作用,采用提拉法生长了无宏观缺陷的一系列Nd:ZnWO4,Ce:ZnWO4,Eu:ZnWO4,Ce:Nd:ZnWO4和Ce:Eu:ZnWO4晶体,并进行了X射线衍射(XRD)、吸收光谱和荧光光谱的测试。测试结果表明,在ZnWO4晶体中Ce3 离子在324 nm附近有很强的吸收,可以有效地吸收抽运能量; Ce3 离子与Nd3 离子和Eu3 离子间存在明显的能量转移,使Nd3 离子在474 nm,572 nm的上转换荧光以及Eu3 离子在613 nm处
在电磁辐射的不同波段,获得物质吸收或辐射光谱频率稳定的窄共振是物理学的重要问题。在这个方向上的每一项发现将显著提高物理实验的精度,并在许多科学领域内找到大量的应用。这里可以举两个典型的例子。
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为了了解激光功率和扫描速度变化对淬火层深和表面硬度影响的敏感性,从实验和理论模拟两方面开展了相关研究。在满足激光输入能量相等的条件下,采用按相同倍率提高激光功率或降低扫描速度的方法,研究淬火层深和表面硬度的相应变化。研究结果表明,按相同倍率改变激光功率或扫描速度均会对层深产生明显影响,而激光功率变化的影响更大;但仅改变激光功率或扫描速度不会对表面硬度产生很大影响,相对而言,扫描速度变化对表面硬度的影响略大一些。进一步通过对激光扫描温度场及加热、冷却速度的理论模拟,对上述研究结果做出了合理的理论解释。
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提出了一种基于扫频激光器的超宽带线性调频(LFM)信号产生和传输的方法。该方法使用扫频激光器产生频率随时间周期性变化的光信号,注入马赫-曾德尔调制器后产生载波抑制双边带光信号,利用嵌有光纤光栅(FBG)的Sagnac环完成双边带光信号的分离。Sagnac环的透射光信号经延时后与反射光信号拍频,从而产生了超宽带LFM信号。仿真分别产生了载频30 GHz、带宽16 GHz、时宽带宽积8000的超宽带连续波LFM信号和超宽带脉冲波LFM信号。所提方案解决了天线拉远场景中超宽带LFM信号经光纤传输时的功率周期性衰