计算机视觉测量中摄像机快速标定方法实现

随着计算机视觉技术的发展，计算机视觉测量技术在工业领域的应用越加广泛。摄像机标定能确定空间坐标系中的物点与其在图像平面上的像点间的对应关系，是计算机视觉测量中不可或缺的组成部分。分析了一种快速、简便的摄像机标定方法。重点阐述了其基于OpenCV的方法实现，并通过实验证明了其有效性。     

面向双观测站定位系统的CCD标定技术

标定是立体视觉测量应用中的关键环节,采用有效的标定方法将获得更加精确的立体视觉测量结果。以双观测站定位系统为研究对象,结合摄像机针孔成像原理,在Zhang平面模板标定基础上进一步改进,实现了单摄像机、双目CCD以及双观测站系统之间的标定。详细阐述了系统坐标转换原理、分布式的参数优化方法以及标定实现过程。试验表明,该标定过程能够精确、有效地获得摄像机参数以及观测站位置关系,为进一步精确定位解算提供了有效的数据支持。     

基于主动视觉的摄像机自标定方法

在研究了基于主动视觉摄像机自标定原理的基础上,结合现有的3次平移自标定方法,给出了该标定方法的实现过程。对影响标定精度的主要因素进行分析,提出了极点计算误差对标定精度的影响机理,并在此基础上提出了通过减小极点计算误差来提高标定精度的方法。最后利用该方法进行了对比实验,实验结果证明该方法是有效的。     

基于计算机视觉的目标方位测量方法

以显著性标志物中的关键点为目标,探讨了一种基于计算机视觉的目标方位测量方法。在光学成像原理基础上,推算出目标二维成像点坐标与其空间三维坐标之间的映射关系,基于计算机视觉理论建立了测量目标方位的数学模型。考虑透镜畸变,基于Zhang平面标定法完成对摄像机参数的标定。对目标二维图像采用Harris算法进行特征角点检测,并通过亚像素技术对检测的目标特征点进行定位。实验结果表明,该方法能够有效提取被测目标特征角点并获取其像素坐标,用于测量目标相对视觉传感器的方位信息可达到较高精度,具备良好的实用价值。     

基于任意两共面相交圆的双目立体视觉标定法

提出一种基于同一平面内两相交圆作为平面标定模板的自标定原理,应用于固连在同一支撑架上（相对静止）的双摄像机组成的视觉系统,分别从四个角度对模板进行拍摄,即可求解摄像机的内外参数。实验表明：该算法可以得到比较满意的精度, 并且计算简便。     

用神经网络变易有效焦距的摄像机标定法

针对传统摄像机标定中由于像差等非线性因素的影响造成结果精度和稳定性不高且算法复杂的特点 ,提出了用 4层前向神经网络模型变易摄像机横纵向有效焦距的方法。给出了摄像机标定结果和用标定后的摄像机进行三维立体测量的结果 ,并与传统方法作了对比。结果表明 ,基于神经网络的摄像机标定方法可以获得比传统方法更高的精度和稳定性     

单像自标定的迭代优化方法

针对基于灭点的单像自标定方法精度不高的局限性,利用影像中的灭点和椭圆几何约束信息,提出一种迭代优化的单像自标定方法。根据极点-极线关系及其表示的正交性,由影像中的椭圆曲线及其所在平面的灭线确定一组正交共轭灭点对。利用这些正交共轭灭点对建立关于主距和主点的非线性模型,以主距的方差最小作为优化准则,并选用多个位置作为主点的初始值进行多次迭代优化估计,获得主距和主点的最优结果。仿真影像和真实影像实验结果表明,该方法能够有效地实现单像自标定。与基于灭点的摄像机标定方法相比,该方法能够获得更为满意的标定结果。     

基于单目视觉的平面靶标姿态测量及其仿真

针对平面目标的姿态测量问题,提出了一种基于单目视觉的测量方法,设计了仿真试验系统并对其进行了验证。基于张正友标定方法对摄像机进行标定;利用单应性条件求解外参矩阵,并结合Givens方法对外参矩阵进行分解,求得姿态角;基于靶标实际运动过程及摄影成像原理开发了一套仿真平台。仿真试验结果表明:所提方法平均仿真测量精度可达0.05°,理论精度可达0.000 02°。     

一种基于圆阵列标定板的光栅投影系统标定方法

针对光栅投影系统中棋盘格标定板角点检测时易受图像噪声和模糊影响,提出了一种新颖的基于圆阵列标定板的光栅投影系统标定方法.利用摄像机的非线性成像模型,设计了一种基于透视变换和圆心排序的圆心自动匹配算法,实现了圆心像素坐标与对应世界坐标的匹配;将投影仪视作逆向摄像机构成双目立体视觉模型,借助采集的水平与垂直光栅图像,利用九...     

基于卡尔曼滤波的计算机视觉和SINS组合导航

计算机视觉及其应用是目前研究的一个热点.在介绍计算机视觉和计算机视觉导航的基础上,提出了利用计算机视觉和SINS进行组合导航的方法.由于地球上的基准位置是三维点,而计算机视觉形成的是二维的图像,因此随后详细介绍了成像以及坐标转换的方法,并对提出的组合导航方法进行详细的分析,建立了组合导航的误差方程,然后利用卡尔曼滤波算法对误差进行估算.最后的试验仿真结果说明,提出的组合导航方法提高了导航精度,具有一定应用价值.     

RGB-D传感器的标定实验分析

分析了RGB-D传感器的标定模型及标定方法,利用标定棋盘和Matlab工具箱对RGB-D传感器进行了标定。采用摄像机标定方法计算了彩色摄像机和深度摄像机的初始化参数,根据标定棋盘和标定板的共面关系计算了相对位姿的初始估计值,并采用非线性最小化方法对标定参数进行了优化。实验结果表明:标定后的彩色图像和深度图像的重投影误差较小,深度测量不确定性标准差比标定前约减小了1/2,有效地提高了RGB-D传感器的测量精度。     

非合作目标视觉/惯导相对导航及敏感器自标定方法

利用视觉/惯导对空间非合作目标进行相对导航时,两敏感器的外参数对导航精度有较大影响。考虑到敏感器间的外参数标定复杂且耗时,提出一种利用视觉/惯导在估计相对状态过程中对其外参数进行标定的方法。该方法将视觉/惯导的外参数作为状态变量,与相对轨道运动学方程、相对姿态方程及惯导模型共同组成系统状态方程。利用该状态方程和单目视觉的观测量设计扩展卡尔曼滤波器对相对位姿、惯导偏差及视觉/惯导外参数进行估计,并通过数学仿真对该方法的有效性进行验证。仿真结果表明,该方法能够在视觉/惯导初始外参有偏差的情况下,有效估计相对位姿及惯导漂移,并对视觉/惯导外参数进行标定。     

基于双相机的目标距离测量技术

对双目视觉测量方法进行了研究和分析,采用张正友平面法对相机进行内外参数标定,根据标定所得参数对立体图像对进行校正和匹配,测距实验结果表明,在目标距离为112 m的静态条件下,该方法测量误差在5%以内,能满足一定场合的非接触测量需求。最后对影响双目测量精度的主要因素进行了分析,指出了进一步优化和提高双目系统测距精度的方向。     

基于菱形模板的摄像机标定方法

在传统的基于平面模板的摄像机标定算法和基于3个非线性点在特定运动下的标定算法的基础上,提出了一种基于菱形模板的摄像机标定算法,本算法只需要知道菱形的一个夹角就能标定出摄像机的内参数矩阵。弥补了传统算法在标定时需要知道特征点世界坐标的不足,减少了制定模板世界坐标带来的误差;同时本算法不需要菱形特征点做任何运动,避免了旋转特征点带来的人为误差。该算法的标定精度仅取决于特征点检测的精度,实验结果验证了该文算法的有效性。     

战车火炮姿态测量系统原位标定技术和方案设计

为了降低姿态测量系统的启动漂移和标定误差,提高测量和导航精度,针对系统安装特色,提出了一种原位快速标定方案。分析了系统可观测性,利用等效陀螺信息推导了多位置原位标定方案;研究了最优标定和次优标定问题,分析了标定精度和坡度之间的关系;设计了一种针对系统安装特色的多位置编排方案,完成了大坡度范围下的原位标定。仿真结果表明:方案要求简单,应用范围广,能够完成大坡度范围下高精度快速标定,具有重要的工程应用价值。     

基于视频图像的增强现实光照技术

光照一致性是增强现实技术中一项重要的研究内容。利用摄像机捕获的放置在真实场景中的标定物和镜面小球的视频图像,设计了一个增强现实光照系统模型。模型的实现过程表明,该方法实现相对简单,不需要对场景及模型进行预处理,能够达到虚实对象在动态增强现实场景中光照的实时一致性。     

红外热像仪标定方法

为了由红外图像得到目标的经度、纬度和高度信息,对目标精确定位,提出一种新的红外热像仪标定方法.以针孔成像模型作为红外热像仪成像模型,选择小热源作为标定点,以 WGS-84坐标系作为世界坐标系,引入北东天(NEU)坐标系,先通过借鉴主动视觉的思想控制热像仪绕光心旋转得到外部参数,然后借助GPS接收机测得标定点世界坐标,利用这些标定点的像素坐标和世界坐标由最小二乘估计求解内部参数.实验表明新方法精度高、成本低,适合于实际应用.     

基于双目视觉的自动跟踪系统应用

在研究双目视觉系统发展现状的基础上,提出将计算机双目视觉技术应用于物体目标的自动跟踪。计算机立体视觉是机器人研究的重要内容,被人们广泛研究。随着研究的不断深入,计算机双目视觉技术在生物医学、制造工业和信息工业等领域逐渐显示出很好的应用前景。主要研究从两幅二维图像获得物体运动轨迹。     

无人机载激光制导武器系统目标参数测量与分析

在综述无人机载激光制导武器系统目标参数测量系统组成和基本工作过程的基础上,通过分析成像设备的投影变换和逆投影变换的原理,综合激光测距获取的目标距离信息推导计算了目标在摄像机坐标系中的坐标和目标在地球坐标系中的坐标.最后对一组目标参数测量试验数据进行了分析.结果表明计算方法具有较好的准确性和精度.     

基于超动态测试系统的压力传感器标定技术研究

针对油气爆炸发展过程中压力测量的需要,提出了一种压力传感器标定的新方法。该方法基于超动态测试系统,操作简单,精度可靠,并采用最小二乘法对各测试点进行了拟合,得到了压力传感器的标定系数和其它基本性能指标,保证了测试过程中压力的准确性和精度。可在其它类似的测试系统中应用。