未标定摄像机非共面P4P问题的一种解析解

经典PnP问题是以摄像机内参已知为前提条件的,然而对未标定摄像机PnP问题的研究更具有实际意义.文中针对未标定二参数针孔摄像机,首次研究了非共面P4P问题解的个数,同时提出了一种解析解.不仅可以求出摄像机相对于世界坐标系的位姿,而且还能得到摄像机的内参.首先根据投影方程和旋转矩阵的性质,利用14个变量构造出了14个约束...     

基于矢量差分的未标定摄像机P5P问题的求解

针对PnP问题的方程建立与求解, 提出一种基于矢量差分的未标定摄像机P5P问题的线性求解算法. 将5个控制点组成非共面的4点集合, 按照成像过程, 通过两个集合间的控制点矢量差分逐步构建摄像机姿态及相机矩阵的线性约束方程. 再依据线性理论与旋转阵 R 的正交性化简约束方程, 利用矢量积运算给出未标定P5P问题摄像机姿态及相机矩阵的解析解. 模拟和真实实验都验证了该方法的有效性.     

摄像机位姿的高精度快速求解

目的 针对对应点个数大于等于6的摄像机位姿估计问题,提出一种既适用于已标定也适用于未标定摄像机的时间复杂度为 的高精度快速算法。 方法 首先选取四个非共面虚拟控制点,并根据空间点和虚拟控制点的空间关系以及空间点的图像建立线性方程组,以此求解虚拟控制点的图像坐标及摄像机内参,再由POSIT算法根据虚拟控制点及其图像坐标求解旋转矩阵和平移向量。 结果 模拟数据实验和真实图像实验表明该算法时间复杂度和计算精度均优于现有的已标定摄像机位姿的高精度快速求解算法EPnP。 结论 该算法能够同时估计摄像机内外参数,而且比现有算法具有更好的速度和精度。     

未标定摄像机姿态估计的矢量求解算法*

提出一种基于矢量运算未标定摄像机姿态估计的求解算法。重点研究了P5P问题,将五个控制点组成四个矢量,根据成像过程,由控制点矢量运算逐步构建摄像机姿态和相机矩阵的线性约束方程。依据线性理论及旋转阵R的正交性化简约束方程,通过矢量运算给出未标定P5P问题摄像机姿态和相机矩阵的解析解。给出有足够约束条件的PnP问题的求解过程。模拟和真实实验都验证了该方法的有效性。     

PnP问题的线性求解算法

经典的PnP(3(n(5)问题从本质上来说是非线性的,不但具有多解性而且对图像点的位置误差极为敏感.经典PnP问题仅涉及一幅图像,针对机器人导航中的实际需求,将PnP问题扩展到了摄像机作平移运动下的两幅图像的情况,并研究探讨了在这种情况下PnP问题的线性求解方法,主要结果有:给定平移运动下n个控制点的两幅图像,(1) 当n＝3时,可线性求解摄像机的方位以及摄像机内参数的两个尺度因子;(2) 当n4时,不仅可以线性求解摄像机的方位,而且能够确定摄像机的所有内参数.也就是说,给定平移视点下的两幅控制点图像,可以线性求解摄像机未标定的PnP问题.结果具有一定的理论意义和应用价值.     

基于PnP问题求解的摄像机标定

三维人脸识别中,双目成象系统是初始工作中极为关键的一步.本文引入了PnP问题讨论双目成象系统中摄像机的标定算法.本文提出解出P4P问题的唯一解,即确定摄像机的标定,该方法简单快捷.最后本文给出具体标定过程.     

未标定的非共面P4P解数的研究

针对二参数模型的针孔摄像机,从数学上比较系统地研究了未标定情况下的非共面P4P解数问题。主要结论是当空间4个控制点不共面时,未标定的P4P问题的解仅有两种可能：至多有8个实解,而且解的上限可以达到;有无穷多解。给出了至多有8个实解和有无穷多解的代数条件以及求解未标定非共面P4P问题的具体算法。所得结果在物体定位、手眼定标、机器人导航等领域具有比较重要的理论及应用价值。     

摄像机未标定的P5P问题研究

该文比较系统地研究了未标定的P5P问题。主要结论有：当5个控制点中任意4点不共面,或者存在4点共面但任意3个图像点不共线时,未标定的P5P问题的解仅有两种可能：（1）至多有4个解;（2）有无穷多解。文中同时给出了至多有4个解和有无穷多解的代数条件以及求解未标定的P5P问题的具体算法。     

关于P5P问题的研究

PnP问题是计算机视觉、摄影测量学乃至数学领域的一个经典问题.系统地研究了P5P问题,用代数方法证明了下述结论:当5个控制点中任意3点不共线时,P5P问题最多有两个解,并且解的上限可以达到.同时给出了有惟一解和有两个解的代数条件以及求解P5P问题的具体算法.在物体定位、机器人导航等领域具有比较重要的应用价值.     

基于摄像机标定技术设计的3D输入设备

介绍一种基于摄像机标定技术的3D输入设备的原理,采用微软研究院的张正友提出基于移动平面模板的摄像机标定方法,分析计算机视觉函数库OpenCV中的摄像机模型;对比棋盘上的角点和其图像的对应点,利用直接线性变换以及最小二乘法来求解摄像机的内参、畸形系数;通过摄像机实时采集不同位姿的棋盘图片,运用空间解析几何,计算出棋盘的位姿.实验结果表明,把棋盘的位姿转化成3D信号输入,可用于虚拟现实系统的3D交互设备,并具有良好的稳定性和准确性,可满足3D输入设备的需求.     

一种高数值精度的P3P问题半闭式解法*

根据有限数目的参考点,通过二维单目观测图像估计三维目标的姿态参数(又称PnP问题,perspective-n-point)是计算机视觉研究中的一个经典难题。当参考点的数目n<6时,PnP问题为高度非线性问题并可能存在多个可行解。目前求解PnP问题的方法主要分为迭代解法和闭式解法两类。迭代解法数值精度高,但是只能收敛到多解中的一个解,无法同时得到全部可行解;闭式解法的优点是可以一次得到全部可行解,但是现有算法在数值精度和数值稳定性上要逊于迭代解法。针对以上问题,以P3P问题为研究对象,提出一种可以同时得到全部可行解并具有高数值精度的半闭式解法,并通过详细的实验验证该方法的有效性。     

The Number of Independent Kruppa Constraints from <Emphasis Type="Italic">N</Emphasis> Images

It is well known that without any priori knowledge on the scene, camera motion and camera intrinsic parameters, the only constraint between a pair of images is the so-called epipolar constraint, or equivalently its fundamental matrix. For each fundamental matrix, at most two independent constraints on the cameras＇ intrinsic parameters are available via the Kruppa equations. Given N images, N（N- 1）/2 fundamental matrices appear, and N（N- 1） Kruppa constraints are available. However, to our knowledge, a formal proof of how many independent Kruppa constraints exist out of these N（N - 1） ones is unavailable in the literature. In this paper, we prove that given N images captured by a pinhole camera with varying parameters and under general motion, the number of independent Kruppa constraints is （5N - 9） （N 〉 2）, and it is less than that of independent constraints from the absolute quadric by only one. This one-constraint-less property of the Kruppa equations is their inherent deficiency and is independent of camera motion. This deficiency is due to their failure of automatic enforcement of the rank-three-ness on the absolute quadric.     

P3P问题多解条件的补充研究

PnP问题是计算机视觉与摄影测量学中经典而重要的问题之一,在姿态定位中应用广泛。结合已有的研究成果,利用韦达定理对P3P问题多解的现象进行详细地研究,并给出了一些判定条件,从而扩展了P3P问题多解的判别条件的适用范围。研究结果对实际的摄像机定位具有一定的理论和应用价值。     

一种基于非量测畸变校正的摄像机标定方法

设计一种基于非量测畸变校正的摄像机标定方法.该方法利用单参数除式模型校正镜头畸变,根据直线透视投影保留同素性,通过拉凡格氏法（LM）优化标定出畸变模型系数和摄像机主点坐标,然后校正成像点,使其满足针孔模型映射关系.根据内参数的两个基本方程,线性求解剩余参数.实验表明,该方法在非量测标定过程具有较好的鲁棒性,且对比张正友标定方法,可在单幅标靶图像下进行标定,避免了模型内外参数耦合在一起,提高了标定效率.