双目视觉测量系统的标定及3维测量

针对结构光形位公差视觉测量系统,提出了一阶径向畸变的摄像机成像模型和标定方法,并对传统的直接线性变换(DLT变换)标定算法做了些改进。即先针对没有畸变的线性模型,利用传统的标定算法,解线性超定方程组求解摄像机的全部参数,再针对引入一阶径向畸变的成像模型,以线性模型的参数为初值,通过非线性迭代优化摄像机的图像中心,等效焦距,倾斜因子,畸变系数等内部参数。实验结果表明,该方法无需预标定,精度适中,是相对简单实用的标定方法。     

考虑径向畸变的机器人视觉系统的参数标定

针对GRB-400机器人视觉系统,建立完整的摄像机一阶径向畸变模型。用GRB系统的Matrox图像采集卡采集标定点坐标,利用径向排列约束方法 (简称RAC)建立线性方程组求解摄像机的径向畸变参数。基于此畸变参数实现图像校正,以提高对目标物体的定位精度,从而提高机器人视觉系统对摄像机标定参数变化的鲁棒性。实验结果表明,该方法有较高的标定精度。     

双目视觉的立体标定方法

为实现双目视觉系统的立体标定,分析了摄像机成像模型,并充分考虑了透镜的径向畸变和切向畸变,提出了一种新的立体标定算法。该算法利用张正友的灵活标定算法,初步求取摄像机的内参数,结合Brown算法并提取图像中角点的子像素级坐标,精确求取摄像机内参数和畸变向量。为方便后续的图像校正,基于前面的单个摄像机标定,通过计算空间中的景物点在左右摄像机成像平面上的位置关系,计算出双目视觉系统中两个摄像机之间的旋转矩阵R和平移向量T,从而实现了立体标定。实验结果表明,该算法能取得较高的精度,可以应用于双目视觉系统。     

机器人立体视觉中摄像机的标定

针对机器人立体视觉标定问题,提出一种介于传统标定法和自标定法之间的摄像机标定方法。与传统方法相比,将内参数、畸变参数与外参数分别标定。首先根据张氏平面标定法求出内参数;其次在考虑透镜径向畸变的基础上求出畸变参数;最后重点探讨在摄像机带有运动的情况下外参数的标定方法,避免了在原有标定环境下摄像机运动时需要重新标定的问题。实验依据传统标定的模板原理,结合双目立体视觉模型,验证了该种分离标定方法的可行性。     

视觉导航中的单目摄像机标定改进算法

在基于单目视觉的智能车自主导航系统中,摄像机标定是智能车实现安全准确视觉导航的前提和关键。研究摄像机理想模型和实际模型,提出一种改进的标定方法。结合线性模型和非线性模型的优点,在求解摄像机内外参数的过程中,先采用线性模型标定摄像机的一部分参数,进一步考虑简化畸变模型,将非线性方程组转化为线性方程组迭代求解,最终获得摄像机全部参数。该方法既保证了标定精度,又简化了复杂的摄像机实际模型。实验结果表明该方法能满足视觉导航要求。     

基于OpenCV改进的摄像机标定法

针对计算机视觉领域的摄像机标定问题,考虑到畸变对标定精度的影响,介绍了开放计算机视觉函数库OpenCV和摄像机模型,给出了基于OpenCV的摄像机标定算法;该算法充分运用了OpenCV的函数库功能,具有很高的标定精度和计算效率,可以满足立体视觉系统的需要.     

基于一阶径向畸变算法的双目摄像机多位姿标定方法

双目立体视觉中在对物体进行三维测量或精准定位时,需要对摄像机进行标定以获得其内外参数。研究径向畸变摄像机模型,构造了基于一阶径向畸变（RAC）算法的双目摄像机内外参数线性求解公式。考虑侧倾角、旋转角、俯仰角以及透镜的主要畸变因素,修正了传统RAC标定法中只考虑径向畸变、部分参数需要先验值的缺陷。利用标定所得内、外参数进行了多位姿双目摄像机三维重构实验。实验结果表明,该标定方法重投影误差分布在[-0.3,0.3],动态识别结果与实际运行轨迹重合率为96%,对降低双目立体视觉三维测量误差率有积极性影响。     

一种非线性摄像机标定方法

由于加工误差和装配误差的存在,摄像机光学系统与理想的小孔透视模型有一定的差别,致使物体点在摄像机平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学畸变。为了提高图像检测、模式匹配等定量分析的准确性,必须对这一类畸变进行修正。该文以针孔摄像机模型为基础,综合考虑了摄像机的透镜畸变效应,并借助于开放计算机视觉函数库OPENCV,实现了一种基于张正友摄像机标定的改进算法。利用检测得到的角点,获得物体的世界坐标和图像坐标。结果证明该文中的标定算法实现简单,精度高,稳定性好。     

一种非线性摄像机标定方法

由于加工误差和装配误差的存在,摄像机光学系统与理想的小孔透视模型有一定的差别,致使物体点在摄像机平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学畸变。为了提高图像检测、模式匹配等定量分析的准确性,必须对这一类畸变进行修正。该文以针孔摄像机模型为基础,综合考虑了摄像机的透镜畸变效应,并借助于开放计算机视觉函数库OPENCV,实现了一种基于张正友摄像机标定的改进算法。利用检测得到的角点,获得物体的世界坐标和图像坐标。结果证明该文中的标定算法实现简单,精度高,稳定性好。     

基于空间平行直线束的CCD摄像机内外参数标定

为提高计算机视觉检测中的摄像机标定算法的效率与稳定性,降低对标定设备的要求,提出了一种新的基于主动视觉的摄像机标定算法.在分析了空间平行直线束的中心投影规律的基础上标定摄像机内外参数.与以往方法不同,在标定过程中保持摄像机位置不动,通过控制标定模板沿具有直线边缘的物体作任意量值的平移运动来实现对摄像机内外参数的求解.利用焦线的直线约束对镜头畸变进行修正,有效地提高标定结果的精度.将内外参数标定分为3个独立的阶段分别进行,克服了整体求解过程中未知参数间的相关性影响.该方法原理简单,且不需要知道模板上的任何物理度量.模拟实验和真实图像实验结果表明了该方法的高精度和高稳定性.     

中心折反射相机标定方法综述

近十几年来,计算机视觉越来越受研究者们的欢迎,特别是全景相机由于其具有较大的视场而被广泛应用到许多领域,包括视频监控、机器人导航、电视电话会议、场景重建以及虚拟现实等。摄像机标定是从二维图像获得三维信息必不可少的一步,摄像机标定结果的好坏直接决定着三维重建结果以及其它计算机视觉应用效果的好坏,所以,研究摄像机的标定方法具有重要的理论研究意义和重要的实际应用价值。这里将2000年到2012年折反射相机标定方法按照标定像的不同分为五大类：基于线的标定、基于二维标定块标定、基于三维点的标定、基于球的标定和自标定,且简要分析其优缺点。     

基于改进遗传算法的立体视觉系统标定

立体视觉系统的摄像机标定是一个多参数、非线性的复杂函数优化问题,传统优化方法很难解决。论文对标准遗传算法的编码方式进行了改进,经过改进后的遗传算法具有变量搜寻区间的自适应调整能力,在保持染色体编码长度不变的情况下,能同时满足变量搜索空间大小和编码精度的要求。利用改进了的遗传算法对双目视觉系统摄像机进行标定的结果表明,该算法能有效地实现高维寻优空间的近优解搜索。     

基于单幅回旋曲面图像的摄像机标定方法

针对传统摄像机标定方法存在的局限性问题,提出一种基于单幅回旋曲面图像的摄像机标定方法,综合运用计算机视觉、图像处理和计算机辅助几何设计技术,为单幅图像提供足够的几何信息用以摄像机标定,研究单幅未标定的包含回旋曲面以及特殊标定块的图像。仿真实验结果表明,该方法能够有效标定摄像机,为推广基于图像处理的应用技术提供条件。     

基于LCD的相机标定新方法

近年来,三维目标建模一直是计算机视觉及摄影测量领域的研究热门,随着数码相机技术的发展,普通数码相机在摄影测量领域的应用也越来越普及,而相机(或摄像机)标定是问题的关键之冶疚奶岢隽艘恢只贚CD的相机标定新方法,详细论述了其标定过程和标定理论.并通过实验证明了该方法的可行性.     

摄像机线性三步定标方法研究

计算机视觉中，在对景物进行定量分析或对物体进行精确定位时，都需要进行摄像机标定，即准确确定摄像机的内部参数和外部参数。由于真实的摄像机光学模型存在很多类型的畸变，因而导致透视投影关系是非线性的。为了解决标定过程的非线性最优化问题，针对常用的带有一阶径向畸变的摄像机模型，提出了一种新的线性三步摄像机定标方法，即首先通过径向排列约束计算摄像机参数的旋转矩阵、x轴平移向量和y轴平移向量；然后根据透视投影的交比不变性解算一阶径向畸变参数；最后利用求得的摄像机参数建立有效焦距和z轴平移向量的线性方程，采用最小二乘法来得到线性解。实验表明，该方法简单快捷，不仅具有较高的标定精度，而且解决了原有算法采用非线性搜索寻优可能存在的解不稳定的问题。     

A novel method for camera external parameters online calibration using dotted road line

On board camera is the most important information source for driver assistant application which is based on computer vision. One problem for on board camera is that the external parameters are easy to be changed when moving on the road. Traditional method either calibrates external parameters offline or calibrates external parameters semi-online, which both need human intervention. By observation, it is found that corner connection of dotted road lane can form two groups of parallel lines. Using this geometric characteristics and through theoretical derivation, a novel online camera external parameter calibration method is proposed which focus on the situation when vehicle is moving. The pro of this method is that it maintains relatively high calculation accuracy and more important, it does not require any human intervention in whole calibration process. Experimental and comparison results show that this method is simple and have accurate results which fully meet the requirements of practical application.     

Fully Vision-based Calibration of a Hand-Eye Robot

This article is concerned with calibrating an anthropomorphic two-armed robot equipped with a stereo-camera vision system, that is estimating the different geometric relationships involved in the model of the robot. The calibration procedure that is presented is fully vision-based: the relationships between each camera and the neck and between each arm and the neck are determined using visual measurements. The online calculation of all the relationships involved in the model of the robot is obtained with satisfactory precision and, above all, without expensive calibration mechanisms. For this purpose, two new main algorithms have been developed. The first one implements a non-linear optimization method using quaternions for camera calibration from 2D to 3D point or line correspondences. The second one implements a real-time camera pose estimation method based on the iterative use of a paraperspective camera model.     

基于投影仪和摄像机的结构光视觉标定方法

为实现基于投影仪和摄像机的结构光视觉系统连续扫描,需要计算投影仪投影的任意光平面与摄像机图像平面的空间位置关系,进而需要求取摄像机光心与投影仪光心之间的相对位置关系。求取摄像机的内参数,在标定板上选取四个角点作为特征点并利用摄像机内参数求取该四个特征点的外参数,从而知道四个特征点在摄像机坐标系中的坐标。利用投影仪自身参数求解特征点在投影仪坐标系中的坐标,从而计算出摄像机光心与投影仪光心之间的相对位置关系,实现结构光视觉标定。利用标定后的视觉系统,对标定板上的角点距离进行测量,最大相对误差为0.277%,表明该标定算法可以应用于基于投影仪和摄像机的结构光视觉系统。     

Camera array calibration for light field acquisition

Light field cameras are becoming popular in computer vision and graphics, with many research and commercial applications already having been proposed.Various types of cameras have been developed with the camera array being one of the ways of acquiring a 4D light field image usingmultiple cameras. Camera calibration is essential, since each application requires the correct projection and ray geometry of the light field. The calibrated parameters are used in the light field image rectified from the images captured by multiple cameras. Various camera calibration approaches have been proposed for a single camera, multiple cameras, and amoving camera. However, although these approaches can be applied to calibrating camera arrays, they are not effective in terms of accuracy and computational cost. Moreover, less attention has been paid to camera calibration of a light field camera. In this paper, we propose a calibration method for a camera array and a rectification method for generating a light field image from the captured images. We propose a two-step algorithm consisting of closed form initialization and nonlinear refinement, which extends Zhang’swell-known method to the camera array. More importantly, we introduce a rigid camera constraint whereby the array of cameras is rigidly aligned in the camera array and utilize this constraint in our calibration. Using this constraint, we obtained much faster and more accurate calibration results in the experiments.