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比较用于近程户外农业表型分析的RGB-D传感器
摘要： 表型分析是通过测量植物属性来评估其当前状态的任务。在农业中，表型分析可用于制定作物管理决策，例如灌溉策略或是否针对特定害虫进行喷洒。目前，田间大规模表型分析通常依赖人工操作，这种成本高、通量低的方式效率有限。研究人员常提倡采用基于传感器的自动化系统进行表型分析。近年来，低成本且精度合理的RGB-D传感器的兴起，为田间表型应用开辟了新途径。本文研究了四种不同RGB-D传感器在此任务中的适用性，通过户外实验在不同距离和光照条件下测量植物属性。结果表明，现代RGB-D传感器（特别是英特尔D435传感器）能作为田间近距离表型分析的有效工具。
关键词： 英特尔D-435、RGB-D传感器、农业传感器、英特尔SR300、实证分析、微软Kinect、表型分析、奥比中光Astra S
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年第15届控制、自动化、机器人和视觉国际会议（ICARCV）- 新加坡，新加坡（2018.11.18-2018.11.21）] 2018年第15届控制、自动化、机器人和视觉国际会议（ICARCV）- 基于外部RGB-D深度传感器的双手关节机器人遥操作
摘要： 本文介绍了一种基于三维（3D）骨架提取技术实现的双臂遥操作系统，该系统由人类通过体感控制操作。输入数据来自廉价的RGB-D深度传感器（如华硕Xtion PRO）。为此，我们实现了最新开发的OpenPose软件包的3D版本：首先使用RGB图像序列作为输入运行OpenPose卷积神经网络（CNN），提取人体二维（2D）骨架姿态定位后，将关节点位置估计映射到相机坐标系中的三维姿态；随后将该过程输出作为驱动信号，通过笛卡尔空间全身逆运动学计算，使机械手末端位姿相对于人类手部动作进行实时跟随。最终我们将该方法封装为ROS功能包，并在类人马机器人CENTAURO上进行了测试，成功演示了人类示范驱动下的实时箱盒与杠杆操控任务。
关键词： 双臂机器人、远程操控、骨架提取、CENTAURO机器人、OpenPose、逆运动学、RGB-D传感器
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于单RGB-D传感器的动态非刚体重建
摘要： 本文研究了基于单RGB-D传感器的动态非刚体三维重建问题。该任务具有挑战性，因为我们需要考虑先前部分序列融合方法中几乎不可避免的累积误差问题，以及长序列中可能出现的表面跟踪失效情况。为此，我们提出全局非刚体配准框架，通过显式闭环检测解决漂移问题。该创新方案首先通过融合步骤从输入序列获取多个局部扫描，继而进行成对非刚体配准与环路检测以建立相邻局部片段及构成环路的片段间对应关系；随后执行全局配准流程，根据已建立的匹配关系将所有片段对齐至统一的规范空间；最后通过模型更新步骤修正全局配准后仍存在的潜在错位。我们在配准过程中同时施加几何与外观约束，从而获得兼具精确几何结构与高保真彩色贴图的重建模型。在合成数据集与多种真实数据集上的实验表明，本方法能有效重建完整且水密的可变形物体。
关键词： 3D重建、非刚性重建、RGB-D传感器
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于块匹配与图像金字塔立体视觉的RGB-D传感器深度信息增强技术
摘要： 配备RGB摄像头的深度传感设备能够以像素级为单位为传统图像增添深度信息。目前市面上的RGB-D传感器包括华硕Xtion Pro、微软Kinect和英特尔RealSense?。但这些传感器存在一定局限：反光、透明或吸光哑光表面的物体会因反射问题造成干扰；多台RGB-D相机同时使用时红外图案可能产生串扰；且深度信息仅在相机与物体间距较近时才能准确解析。 本系统提出的块匹配立体视觉(BMSV)方案，采用RGB-D相机结合校正/非校正块匹配、图像金字塔算法及动态规划技术，实现人体追踪功能，并能从反光/透明物体获取精确深度信息。该系统通过IR发射器生成已知红外图案，通过对比聚焦物体的多视角图像来还原深度信息。将BMSV RGB-D相机的深度图与视差图进行融合处理，可填补因干扰或反射透明表面产生的空洞区域，从而获得增强型密集立体图像。 本研究将该方法应用于三维真实头部模型和功能性磁共振成像(fMRI)，实验结果表明：该方案提升了RGB-D传感器的工作速度与精度，且能不受物体表面特性影响，持续提供准确的深度信息密度。
关键词： 视差估计、块匹配、立体视觉、图像金字塔、RGB-D传感器、深度感知
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于RGB-3D传感器与三维可变形模型的高精度全自动头部姿态估计与视线追踪技术
摘要： 本研究解决了利用低质量RGB-D传感器实现自动头部姿态估计及其在三维视线估计中的应用问题，且无需受试者配合或人工干预。先前基于RGB-D传感器的三维头部姿态估计研究，要么需要离线监督学习步骤，要么需构建三维头部模型——这些过程可能涉及人工干预或受试者配合才能完成完整头部模型重建。本文提出一种基于低质量深度数据的三维姿态估计器，其不受上述任一环节限制。该技术通过建模受试者面部（而非完整头部）来实现目标，从而消除了既有研究中的所有约束条件。本方法具有强鲁棒性、高精度和完全自动化特点，且无需任何离线步骤。与部分既有研究不同，本方法仅使用深度数据进行姿态估计。在Biwi头部姿态数据库上的实验结果验证了本算法处理大范围姿态变化及局部遮挡的高效性。我们还在IDIAP数据库上评估了该算法用于三维头部姿态与视线估计的性能表现。
关键词： 3D眼球注视估计、3D头部姿态估计、RGB-D传感器、3D可变形模型、迭代最近点算法
更新于2025-09-04 15:30:14
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一种用于RGB-D传感器物体识别的有效三维形状描述符
摘要： RGB-D传感器已在计算机视觉和图形的多个领域得到广泛应用。优质的描述符能有效提升操作性能。本文进一步分析了利用RGB-D传感器从多模态源数据中提取的形状特征的识别效果，提出一种作为物体识别表征的混合形状描述符。我们首先从基于轮廓的图像中提取五种二维形状特征，从点云数据中提取五种三维形状特征，以捕捉物体的全局与局部形状特征。针对类别识别和实例识别测试了识别性能。实验结果表明，所提出的形状描述符优于多种常见的全局-全局形状描述符，在类别与实例识别中其准确率可与部分取得最佳效果的部分-全局形状描述符相当。研究还分析了局部特征的贡献度及计算复杂度，结果表明该形状特征是物体识别的有力线索，可与其他特征结合提升准确率。
关键词： 形状描述符、RGB-D传感器、实例识别、类别识别
更新于2025-09-04 15:30:14