泛函回归代理及条件期望配准的机械摆动测量

郑思凡，陈平平，苏凯雄，吴永春

（1. 福州大学物理与信息工程学院，福建福州350116；2. 泉州黎明职业大学智能制造工程学院，福建泉州362000；3. 数字电视智能化技术国家地方联合工程研究中心，福建福州350116）

1 引 言

机械摆动测量在精密制造与智能制造的精密闭环控制具有广泛的应用，如五轴数控机床摆动式回转轴角位置测量［1］，固体发动机柔性摆动喷管摆角测量［2］，起重机吊钩摆动角测量［3］，偏摆仪指针偏摆检测等。相应地，工程上也出现了各种基于光电技术的高精度测角仪［4］，但一般对测量相对位置与光照环境要求较高，测量对象单一，无法满足广泛应用需求，因而如何运用图像运动感知技术对上述机械摆件进行逐帧提取分割，对摆角进行视觉测量则具有很大的工业实际意义。

随着图像采集及视频压缩传输软硬件技术的发展，高帧率，高分辨率自带光学防抖的CMOS 与CCD 摄像机的出现为高速的机械运动非接触式视觉测量提供了硬件实现条件，如三星6 400 万像素ISOCELL Bright GW1 CMOS 感光元，其单个像素面积仅0.8 μm，支持Tetracell 像素合成技术和Remosaic 还原，可直接输出480 FPS 的1 080 pixel 图像［5］。当前国内也有关于三维运动图像测量分析系统的相关软件产品，如北京现代富博科技有限公司的MIAS3.0［6］，但是产品需要手工标定跟踪像素，在自动化方面存在提升空间。

当前 SLAM［7］（Simultaneous Localization and Mapping）地图重建技术及其衍生品视觉里程计［8］（Visual Odometry）技术的发展为视觉测速提供了许多成熟的算法框架，二者的核心框架均在于通过相邻帧对应目标点云配准完成对相机的位姿运动参数的估计。……