利用平面间单应关系的指示位置判别方法

在基于计算机视觉技术的非接触式人机交互系统中,为了快速推断使用者指示的目标位置,提出一种无需显式求解摄像机参数的指示位置判别方法.利用目标平面上的已知点及其对应的摄像机成像点,求解目标平面和摄像机像平面间的单应矩阵,将目标平面卜相交于指示点的两条直线与像平面上的对应直线联系起来,从而通过检测图像中的特定直线推断指示点的...     

基于视频序列的图像拼接

为消除视频序列之间的冗余信息,以简单的摘要形式表达视频的主要内容,提出了一种基于视频序列的图像拼接方法。首先,采用改进的帧间聚类算法提取视频的关键帧;其次,利用SIFT算法提取关键帧的特征点,采用最近邻算法进行特征点匹配,通过引导互匹配法和投票过滤法提高匹配精度;再次通过RANSAC鲁棒估计算法得到所选帧间的单映矩阵,并使用LM非线性迭代算法对单映矩阵进行精炼。最后,利用级联单映矩阵结合加权融合算法实现了视频序列的无缝拼接,实验效果较为理想。     

基于改进ORB算法的虚实注册方法

针对增强现实(AR)中虚实注册的精度和实时性易受图像纹理和不均匀光照影响的问题,提出一种改进的ORB算法予以解决。首先,设置ORB特征点数量和距离阈值对图像特征点稠密区域进行优化,利用并行算法保留特征值较大的N个特征点;然后,采用离散差异特征增强光照不均匀变化时的稳定性,将改进的ORB与词袋(BOF)模型结合,实现基准图像的快速检索;最后,利用图像间的单应性关系实现虚实注册。从准确性和实时性两方面对提出的改进ORB算法与原始ORB算法、尺度不变特征变换(SIFT)算法和加速稳健特征(SURF)算法进行了对比实验分析,结果显示改进ORB算法的注册时间平均降低了约40%,准确性达到了95%以上。实验结果表明,所提出的算法在不同纹理和不均匀光照的情况下,具有更高的实时性、准确性。     

基于立体定向靶标的探针式多视场三维视觉测量系统

针对含有遮挡区域、深孔及凹槽等特征的多面体或回转体物体,设计了一套基于立体定向靶标的探针式多视场三维视觉测量系统,并阐述该套测量系统的结构组成和基本工作原理。首先,基于近景摄影测量技术建立立体定向靶标的6个单元模型,计算靶标各侧面角点在各自单元模型内的坐标,再通过单元模型的链接和光束平差,获取全部角点的精确全局坐标,并将其作为立体定向靶标的全局控制点。然后,设计了利用共面角点辅助定位的探针,仍基于近景摄影测量技术解算出角点和测头在探针坐标系中的精确坐标。最后,利用共面的棋盘格角点与其像平面之间的单应性矩阵,推导全局坐标系、探针坐标系各自与相机坐标系的位姿关系,进而求得探针测头的全局坐标。以量块（量棒）的标准长度作为评价指标,在2m×1.5m的视场范围内测量精度优于0.1mm。测量实验表明,多视场三维视觉测量系统用于具有回转体结构特征的水壶测量,能够获取水壶表面全部区域的点云数据。     

基于人工地标的双足机器人视觉自定位

针对家庭或者办公室等室内环境下双足机器人的自定位问题,提出一种通过对世界平面的单应矩阵进行分解来实现自定位的方法。首先设计一种新型AR-mark人工地标,利用颜色信息分割感兴趣区域提取出AR-mark的特征点,然后对特征点与空间3D点进行匹配。通过直接线性变化法计算出世界平面的单应矩阵后,利用世界平面的单应分解算法获得摄像机坐标系与AR-mark人工地标坐标系间的位置关系,最终实现双足机器人的局部精确定位。实验结果表明,AR-mark人工地标易于识别,信息内容丰富,同时利用世界平面单应矩阵分解算法定位精度高,能够很好地辅助双足机器人完成室内自定位任务。     

一种拥挤环境下的多目标跟踪算法

多目标的鲁棒跟踪是视频监控系统的基础。在拥挤的环境下,由于遮挡的原因,传统的单目跟踪方法很难分割前景目标并跟踪。本文通过码本算法获得多个视角的前景信息,利用部分标定法获得平面单应性矩阵,根据此矩阵将各个视角的前景信息投射到参考视角后进行数据融合,利用得到的定位信息进行跟踪。实验结果表明,该算法在拥挤的环境中能实现对多目标的鲁棒跟踪,具有很好的实时性。     

利用双目立体视觉校准铣刀位置的方法研究

结合工业现场的需要,提出了一种基于双目立体视觉的快速测量铣刀盘刀具位置的方法。系统可在现场进行标定,并详细地讲述了该系统的标定原理和标定方法;标定系统时,仅需要一块二维标定板,不需要特殊的附加光源,结构简单,速度快,标定精度高;该测量方法克服了传统方法的需要接触测量、速度慢等缺点,能够实时进行自动快速测量,为工业在线生产提出了广泛地应用前景;此方法也可以应用于对工件尺寸的在线检测、孔洞位置的在线检测等。     

图像校正技术的研究及应用

基于单应性矩阵方法研究了图像校正技术,该方法的关键问题在于边缘检测及寻找边缘的交点。针对车牌图像的校正,提出了一种自动化的边缘提取方法。该方法通过对霍夫变换得到的直线进行合并、分类、排序等方法来自动获取图像边缘并计算相应的交点。对校正后的图像因为长宽比例不同而产生的问题,作了分析和相应处理。该方法保留了单应性矩阵恢复算法的方便性,同时速度更快,取得的效果也比较好。     

基于扩展摄像机成像模型的自标定方法*

提出了一种基于扩展摄像机成像模型的自标定方法,将采用不同视点成像的观念转换为不同方向透视投影下分析,得到在一幅图像中同时建立三对不同方向的空间面与图像面的单应关系,进而建立不同面的圆环点绝对二次方程,实现单幅图像标定。采用长方体进行实验,模拟实验和真实图像实验均验证了这种思维方法的可行性和正确性。     

基于特征点跟踪的视频序列平面提取算法

平面结构是一种最为常见和重要的几何特征,平面提取在很多领域有着重要的应用。提出了一种毋须恢复摄像机三维信息、直接从视频序列中提取出平面的算法。先通过在视频相邻帧之间建立极线约束下的射影变换模型,来计算出由平面诱导的单应,而每一个单应都对应着场景中的一个平面;然后根据计算出的单应对视频的每一帧进行分割,进一步提取出视频中的平面结构。一系列真实视频序列的实验验证了本算法的有效性和稳定性。