光场相机标定中亚像素角点检测方法研究

针对光场相机标定中亚像素棋盘角点检测速度慢、检测精度不高等问题,该文提出一种基于双曲正切模型的亚像素精度棋盘角点检测方法。首先,采用灰度差分与模版相结合的筛选策略进行初始角点集的筛选;然后,应用一种区域灰度自适应角点检测算法获取候选角点集;最后,建立候选角点的双曲正切模型,对亚像素级候选角点的灰度分布进行拟合,通过对模型进行优化从而剔除伪角点并精确定位亚像素级棋盘角点。该方法在光场相机标定中达到98%的角点检测率,重投影误差低于0.83像素。实验结果表明,所提方法不仅可以快速提取更多的角点,同时能有效剔除伪角点,提高亚像素角点检测精度。     

相机标定中的角点检测和标定的接口程序设计

利用现成的程序为摄像机标定确定一种误差较小的方法,考虑到现有的摄像机标定程序的输出数据格式不兼容,设计了一种新的角点检测和标定的接口程序.对数据进行了格式转换、自动处理及直观仿真显示.实验表明,该接口程序不仅使角点检测和标定两个步骤可以完全自动进行,并且标定得出的数据直观,可直接提供给后续工作使用.     

光场相机建模与畸变校正改进方法

光场相机作为一种新型的成像系统,可以直接从一次曝光的图像中得到三维信息。为了能够更充分有效地利用光场数据包含的角度和位置信息,完成更加精准的场景深度计算,从而提升光场相机的三维重建的精度,需要实现精确的几何建模,并精确标定其模型参数。该方法从薄透镜模型和小孔成像模型出发,将主透镜建模为薄透镜模型,将微透镜建模为小孔成像模型,结合光场相机双平面模型,将每个提取到的特征点与其在三维空间中的射线建立联系,详细解释了内参矩阵中每个参数的物理意义,以及标定过程中初值确定的过程,并在镜头径向畸变模型的基础上进一步应用了相机镜头的切向畸变模型以及基于射线重投影误差的非线性优化方法,改进了光场相机的标定方法。实验显示,该方法的RMS射线重投影误差为0.332 mm,与经典的Dansereau标定方法相比,进行非线性优化后得到的射线重投影误差精度提升了8%。该方法详细分析的场景点与特定像素索引的推导过程对光场相机的标定具有重要的研究意义,为光场相机光学模型的建立与初始化标定奠定了基础。     

光场相机

这是一款先拍照后对焦的相机,用它拍完照片之后,你可以重新对焦,改变方向,甚至查看3D照片。这个相机可以捕捉一个场景中来自所有方向的光线信息,因此可以“聚焦”照片中的任何深度,哪怕在拍照之后数年。     

高精度CCD拼接相机标定方法研究

介绍了大视场CCD(电荷耦合器件)拼接相机的组成和测量原理,分析了物像空间对应的坐标关系,指出了影响大视场光电测量设备精度的原因是相机内方位元素的准确性和光学畸变校正效果.提出了基于像面坐标系在大地坐标系下投影的高精度CCD拼接相机内方位元素的标定方法,该方法建立了CCD拼接相机模型和光学畸变校正模型,使用多元回归分析方法,标定了相机的内方位元素与畸变系数.大量试验结果验证了该标定方法的正确性,该方法对其他光电测量设备具有参考价值.     

光场相机成像质量评价方法研究

光场相机应用一种新的成像技术,利用光学手段获取四维光场信息,包括目标辐射的二维空间分布信息和辐射传播的二维方向信息。与传统相机相比,光场相机在实际应用中可以获得大的景深范围。由此成像质量评价是光场相机研究中一项十分关键的工作。结合光场成像的特点,对光场相机成像模型进行了分析,完成了实际系统中的光场追迹过程,并对点扩散模型进行了计算,仿真实验结果表明该评价方法有效。     

基于光场相机的曲面纹理展平算法研究

对于分布在曲面物体表面的纹理图案,为方便全面展示和后续使用,常需要将其从曲面表面提取出来并展平。因此,提出基于光场相机的曲面纹理展平方案,利用聚焦型光场相机获得高分辨曲面纹理图像和无需额外配准的深度图,并针对此方案设计曲面纹理展平算法。该算法将曲面纹理图像划分为多个有重叠的局部纹理图像,基于拟合平面法向量对局部纹理失真进行校正,最后将校正后的局部纹理图像拼接为完整的展平纹理图像。经仿真实验和真实实验验证,所提曲面纹理展平算法可以有效展平不同曲面上分布的多种纹理,并且在纹理图像质量差异和深度测量误差方面具备一定的鲁棒性。     

相机标定误差因素分析

分析了影响相机标定精度的一些主要因素,并给出了在这些因素影响下世界坐标重投影误差的分布曲线.仿真及实验表明在非线性相机模型的线性标定方法中,世界坐标的测量精度对相机标定精度有较大影响,标定图片数量15-20幅较合适.对相机标定中合理制作标定板、选择标定图片数量、快速高精度标定相机提供了有益帮助.     

相机标定方法及进展研究综述

相机标定是摄影测量学和计算机视觉的重要基础之一。首先介绍了相机标定的应用及分类;然后,概述了标定理论基础,包括空间坐标系转换、几何成像模型、内外参数解算方法,并从传统和智能化两大方面对相机标定方法进行阐述,传统标定方面介绍了基于参照物、主动视觉及自标定方法,并对3种方法优缺点进行了详细对比分析,智能化标定方面介绍了误差反向传播、多层感知器及卷积神经网络在标定过程的应用;接着,总结了相机标定方法的常用评价指标;最后,进行了归纳总结,并给出了相机标定技术的发展方向,可为相机标定相关领域研究者提供参考。     

大视场摄像机高精度快速现场标定方法

针对大视场视觉测量系统中摄像机标定参数在测量过程中变化导致测量精度降低严重以及参数计算耗时大的问题,提出一种"预先标定+现场校正"模式的大视场摄像机高精度快速现场标定方法.在测量开始前,利用空间方向位置已知的光束投射到测量现场的实际平面上形成的一定数量的光点进行摄像机参数的精确预先标定;在测量过程中,使用相对视觉测量系...     

小视场环境下的摄像机标定

摄像机标定旨在建立三维世界坐标与二维图像坐标之间的映射关系。传统标定板为数十个整齐排列的标准圆或网格,通过提取圆心坐标或网格角点坐标进行标定。在微小物体测量系统中,摄像机视场较小,无法从传统标定板提取足够多点坐标信息。针对这一问题,提出一种基于二次曲线与直线的混合标定方法。该方法抛弃了利用点对点关系的标定方法,转而利用二次曲线方程及直线方程在两种坐标系下相对应的关系进行标定,使摄像机即使是在非常小的范围内仍然能够提取足够的信息进行标定。仿真与实验证明,相对于基于点的标定方法,混合标定方法精度高,具有更好的稳健性。另外,标定模板为一个标准的半圆,制作简单,方便应用到小视场的环境中。     

光电技术在工业检测中的应用

光学检测在恶劣的工作环境下显示了突出的优点。本文综述了工业光学检测的一般途径,详细讨论了线材、板材、三维图象等具体工业问题采用的特殊光学检测方法,及其今后可能的发展和应用领域。     

结构光三维视觉检测系统的标定方法研究

提出了一种新的结构光三维视觉检测系统的标定方法,将BP神经网络和线性标定方法结合起来,用线性标定方法标定结构光系统的线性部分,用BP神经网络来描述该结构光系统的其他部分.结果表明:该方法结合了神经网络和线性标定方法的优点,不仅给出了结构光三维检测系统中CCD相机的内部和外部参数,而且利用神经网络的非线性逼近能力,补偿由于镜头径向畸变、切向畸变等因素引起的系统非线性误差,并且精度高、抗噪声能力强及鲁棒性好.     

高精度测量的相机标定

在高精度尺寸测量系统中,采用传统短焦距定焦光学方法时径向畸变较大,影响测量精度.为提高测量的精度,根据摄像机针孔成像的线性模型和镜头的非线性模型,建立摄像机定焦镜头的对焦数学模型,提出了采用交比不变的标定方法.研究了物体远近的小范围变化对测量结果准确度的影响,修正了标定的像素当量;分析了镜头的几何投影变换关系,标定了镜...     

Intelligent Camera for Surface Defect Inspection

An intelligent camera for surface defect inspection is presented which can pre-process the surface image of a rolled strip and pick defective areas out at a spead of 1 600 meters per minute. The camera is made up of a high speed line CCD, a 60 Mb/s CCD digitizer with correlated double sampling function, and a field programmable gate array（FPGA）, which can quickly distinguish defective areas using a perceptron embedded in FPGA thus the data to be further processed would dramatically be reduced. Some experiments show that the camera can meet high producing speed, and reduce cost and complexity of automation surface inspection systems.     

线结构光双传感器测量系统的标定方法

针对现有线结构光双传感器测量系统标定过程中对设备要求高、标定过程复杂等难题,提出了一种简便的基于平面标定参照物的现场标定方法。该方法不需要设计复杂的校准模型和高精度的辅助调整设备,只需要将一个绘制有棋盘格图案的平面参照物在两个传感器公共的测量范围内任意摆放几个位置,即可完成双传感器标定,并建立两个传感器之间的相互关系,进一步将多个局部世界坐标系下的标定特征点统一到一个全局世界坐标系中,从而建立起两个传感器与线结构光平面间的标定方程。实验验证了该方法的可行性,实测平面高度的均方根(RMS)误差为0.03 mm。     

面向线结构光测量的直线空间变换光平面标定方法

为提高标定精度,提出一种基于直线空间变换的光平面标定方法.首先利用互相关模板与5点滑动平均法提取激光条纹中心,然后采用正交回归法拟合图像中的光条直线方程.通过平面单应性变换获得靶标面光条直线方程,进一步再将靶标坐标系中的直线方程转换成Plücker矩阵形式.根据位姿转换关系得到相机坐标系下的直线方程,并建立超静定线面共...     

基于空间光调制器的光谱可调光源定标

基于空间光调制器的光谱可调光源是一种新型的定标光源,旨在实现定标光源与观测场景光谱匹配的定标新模式,进一步提高光谱定标和辐射定标精度。针对空间光调制器非光敏的特点以及这种新型光源特殊的工作模式,采用“激光光源+光谱仪”进行了光谱预定标和光谱精细定标,采用“标准灯-参考板+光谱仪”进行了辐射定标,实现了对该光源系统470~945 nm范围的光谱及辐射定标。不确定度分析结果表明,波长定标的不确定度优于0.2 nm,辐射定标的不确定度优于3.1%（k=1）。