一种基于参考平面的直线距离测量方法

根据射影几何中的灭点原理提出了一种基于参考平面的直线距离测量方法。在已知标定相机内部参数的前提下,利用放置在参考平面（如地平面）上,已知尺寸的平面矩形作为标定物,建立相机与参考平面间的空间关系。在相机位置和焦距不变的情况下,拍摄一张数字图像,可以利用基于参考平面的直线距离测量方法计算参考平面中任意两个特征点间的直线距离。提出的测量原理和方法具有定标物和测量步骤简单、测量精度高的特点,在工程测量领域具有广泛的应用价值。     

深度相机与惯性测量单元的相对姿态标定

为解决深度相机和惯性测量单元之间相对姿态难以直接测量的问题,提出一种通过捕捉同一手部运动来构造位移向量继而利用最小二乘法求取两传感器相对姿态的非接触式标定方法.首先描述和分析一类相对位姿时变的深度相机和惯性测量单元的相对姿态标定问题,然后使用深度相机与惯性测量单元同时捕获手部向空间任意方向摆动的运动信息,构造相应的位移向量,进而基于刚体旋转不变性原理建立求解模型,最后使用最小二乘法求取最佳相对姿态,即标定结果.为验证标定方法的准确性和有效性,一方面组织标定解算结果和白噪声仿真数据比对从而得出偏差估计的实验,结果表明标定后相对姿态偏差少于±4°;另一方面使用深度相机和惯性测量单元组成的传感系统对人手臂运动进行捕捉实验,结果表明标定后测得数据方可正确反映人手臂参数.本文所提出的标定方法原理简单、操作方便、无需接触测量或其它辅助标定设备,适用于机器人远程操纵和体感游戏设备等场景相应传感器标定中.     

双目视觉测量系统标定精度提高方法研究

针对提高双目视觉测量系统的标定精度问题,介绍了双目线结构光视觉测量系统的构成和工作原理,分析了影响系统单幅测量精度的各种因素,提出了改善标定精度的方法。采用张氏标定法求解相机内参,用双相机固有的对极几何关系求解外参,二维标定靶选用150mm×150mm的黑白棋盘格。根据标定结果反求标定靶的对角线距离,用该距离来验证标定结果。实验表明,标定误差稳定在20μm,可以满足实用要求。     

视觉测量系统标定过程中的高精度图像特征提取

在便携式应变测量系统中,相机标定过程是必须而且关键的一个步骤,针对系统中使用的立体标定模板,建立了一种获取标定图像特征的高精度提取算法.首先经过图像预处理和连通性分析等步骤,对标定特征进行初始的分割和定位,然后采用经典的直线检测方法确定直线特征,计算直线之间的交点做为标定特征点,采用圆形标记编码确定标定平面位置,建立标定特征点图像坐标和空间坐标之间的对应关系.对模拟图像和真实图像进行了处理,通过对大量实测图像进行测试标定实验,结果表明本文方法性能稳定可靠,能够满足测量的需要.     

一种基于数字图像的空间测距方法

通过设置具有简单几何属性的定标物和定标标尺,以及相机的平移运动,分步标定相机的内部参数矩阵K、旋转矩阵R、位移向量T及导轨方向向量E,建立相机与被测物体的空间关系.在相机导轨的两个位置分别采集被测对象的清晰图像,利用基于数字图像的空间测距数学模型,即可求解空间两点的空间距离.提出的基于数字图像的测距原理和方法较好地解决了"定标物定标法"中需要已知定标物空间位置的难题,具有数学模型收敛性好、定标精度高(在给定的实验条件下测量精度可控制在2%以内)、试验模型简单的特点,特别适合于空间大尺度物体(几米-几十米)的尺寸测量,能够弥补现有非接触测量方法在测量范围、测量成本等方面的不足,可广泛应用于大尺寸零件测量、地质勘探、水利建设、矿山开发、城市规划等工程领域.     

基于空间透视相关点的摄像机标定方法

摄影测量中,相机标定具有很重要的作用,它是图像识别、3D感知及目标姿态计算的基础.传统的标定算法具有算法简单、线形计算、适应性强的特点,然而由于相机标定模块的复杂性和不确定性,传统标定算法不能很好地体现其优越性.本文根据应用实践,采用空间透视标定模块,将传统的标定算法所需要的标定点和空间透视点对应,得到了较好的标定结果.该标定模块的结构信息可准确地获得标定点的世界坐标值,有效地防止了实际测量中先期标定点的确定所引入的误差.     

基于交比不变性的相机镜头畸变标定研究

相机的标定对于整个摄影测量系统的精度起着至关重要的作用.主要研究了一种较为有效、易行的标定相机畸变参数的方法.标定物简单且容易获得,相机无须固定,可手持拍摄.利用交比不变的性质,拟合全视场的无畸变的虚拟网格,得到图像点的偏差,从而计算出畸变系数.最后通过比较畸变纠正前后空间点距离的测量,表明此方法可较为明显的修正镜头畸变,且简单易行.     

直线方程在井下特殊施工中的应用

根据平面坐标系统中的直线方程式在高斯平面坐标系统中同样适用的原理,将空间中的两条巷道转化为高斯平面坐标系统中的直线,利用平行线和直线方程的性质推导出解算风井中心坐标的一般公式,解决了风井有关工程测量标定的关键问题,介绍了直线方程在常村煤矿2000工作面皮带集中巷风井测量标定中的应用.     

直线方程在井下特殊施工中的应用

根据平面坐标系统中的直线方程式在高斯平面坐标系统中同样适用的原理,将空间中的两条巷道转化为高斯平面坐标系统中的直线,利用平行线和直线方程的性质推导出解算风井中心坐标的一般公式,解决了风井有关工程测量标定的关键问题,介绍了直线方程在常村煤矿2000工作面皮带集中巷风井测量标定中的应用.     

基于直线成像特征的视觉测量系统综合标定方法

针对视觉测量系统存在复杂系统误差的特点,提出一种基于直线成像特征的系统综合标定方法,有效地保证了测量精度。该方法通过对1等量块的平行直线边缘提取,建立量块边缘空间物点位置和像点位置的原始对应关系,利用量块边缘的理想直线特征,通过统计计算对测量系统进行综合标定,建立描述空间物点位置和像点位置的相互对应关系的二元三次标定函数。对在测量范围内不同方位的量块进行多次测量,表明使用这种标定方法标定的视觉测量系统的测量精度能够达到。     

双线阵CCD交汇测量中的自动标定方法

针对CCD交汇测量系统中的初始标定困难、繁琐、重复误差等缺陷,提出了一种基于测量模型的自动标定方法.根据交汇测量原理,建立了测量系统的数学模型,并推导出自标定的模型.在相机焦距、倾角、光心坐标已知条件下,通过分析标定中各参量的函数关系,可利用线阵相机像元确定测量位置,精度可达到4 mm.     

基于径向约束的CCD相机标定参数的整体优化

提出了基于径向约束的CCD相机标定的模型参数非线性整体优化的方法.利用Harris算法检测标定板的各角点图像坐标,保证了标定板角点的稳定性和可靠性;进行RAC(radial alignment constraint)两步法标定,并用Levenberg-Marquardt算法对通过径向约束标定得到的所有相机模型参数进行非线性整体优化,提高了相机参数的标定精度.实验结果表明.该方法标定精度高,能明显减小各种误差对CCD相机标定的影响,提高了机器视觉三维测量的精度.     

基于自标定的两视图三维重构研究

相机标定是三维重构中的关键步骤,本文对在自标定下的两视图三维几何模型恢复进行研究。先采用SURF算法得到图像匹配点对,在此基础上,利用RANSAC鲁棒估计基础矩阵;然后根据Kruppa方程所推导出的二次方程自标定出相机内参数,进一步地,通过分解本质矩阵求解出相机外参数;最后,根据三角化法求得空间三维坐标值。实验结果证实,该方法具有效性和正确性,并且能够真实地再现物体的三维模型。     

基于离心圆共自配极三角形的光场相机标定

光场成像存在空间和角度分辨率折衷问题,导致从光场中提取角点及直线特征的精度不高,影响光场相机标定精度,为此提出了一种基于离心圆共自配极三角形的光场相机标定方法。分析了离心圆极点-极线关系,推导了离心圆共自配极三角形的性质。根据光场相机多投影中心模型对平面及二次曲面的映射,设计了一种离心圆标定板,重建了共自配极三角形并计算平面单应,实现了基于离心圆共自配极三角形的光场相机标定的线性初始化和非线性优化方法。仿真和真实数据上的实验结果表明该方法可精确标定光场相机,且稳定便捷。     

现场照相测量的相机标定研究

照相机标定是利用计算机视觉技术进行测量的基础工作.根据相机成像的几何原理,分析了照相机的一般性标定原理、方法和过程,并根据在交通事故现场使用照相测量技术时标定的特点,结出了实验研究的解决方法.     

一种基于多灭点标定数码相机内外参数的方法

提高相机定标精度,简化定标过程,是计算机视觉研究的重要内容.利用包含至少4组平行线和两个定标点的模板,对模板一次拍照即可标定相机内外参数.先利用Hough变换,检测出模板图像中的各直线,确定对应的灭点;再把灭点坐标及已知的各组平行线的方向向量代入隐参数矩阵计算方程,得到相机的隐参数矩阵;最后对隐参数矩阵进行分解,依次得到相机的内部参数矩阵和旋转矩阵,然后利用模板中两个已知空间坐标的定标点计算相机的位移矩阵.该方法的求解过程仅涉及到线性方程组的求解,定标精度高、稳定性好,与基于主灭点的定标法相比,不需要相机做任何运动,定标过程简单,具有一定的理论意义和实用价值.     

一种新的基于灭点的相机标定方法

对基于单像的灭点相机定标的理论进行了详细的阐述,并在此基础上提出了一种新的基于多方位、多像的灭点标定方法.这种方法克服了原有理论的缺陷,可对相机的内外方位元素以及畸变差联合求解,使标定结果更加精确、稳定.     

结构光双目测量系统标定方法

为了解决双目结构光测量系统参数不容易准确获取的问题,依据传统摄像机标定方法,结合结构光双目测量系统的特点,提出了CCD摄像机标定方法.通过对左右CCD摄像机采集得到的两幅标定模块的图像数据分析,按照"两步"标定法的思路,先得到平移向量R和旋转矩阵R等外部参数,再利用已知的空间距离求解到摄像机的成像模型需要标定的其他参数.实验数据表明,该方法可简便、准确地标定出CCD摄像机参数,方便了三维视觉测量工作,是一种有实用性的标定方法.     

基于光轴约束的机械臂运动学标定方法

为了提高机械臂的绝对定位精度,本文提出一种基于光轴虚拟约束的运动学参数标定方法。建立基于虚拟直线约束的运动学误差模型;本文在相机光轴的约束下,使用基于图像的视觉控制方法,使机械臂末端标定板的固定特征点依次到达光轴的多个位置;根据运动学模型计算特征点的对齐位置差,并使用迭代最小二乘法求解运动学参数误差。设计了Reinovo六自由度工业机械臂的运动学参数标定实验,对于随机产生的测试点,标定前的平均对齐误差为1. 50 mm,标定后降至0. 72 mm,机械臂末端的定位精度提高了52%,实验结果验证了该方法的有效性。     

基于三维直线拟合的机器人与跟踪仪坐标系转换方法

为降低工业机器人标定中测量粗差数据对坐标系转换精度的影响,提出了一种基于三维直线拟合的机器人与跟踪仪坐标系转换方法.首先,利用激光跟踪仪测量机器人空间中规划的三条两两正交的直线轨迹,获取测量数据集;然后,基于最小二乘拟合得到基准直线;最后,通过判断各数据点到基准直线距离与设定距离阈值的大小关系滤除粗差数据,达到优化坐标...