基于同心圆现场标定的实时畸变校正方法

为了提高光电测量系统对火炮重要静态参数——弯曲度的测量精度,提出了一种基于同心圆现场定标的实时畸变校正方法,并设计了一套自定中测量装置.首先调整测量装置中靶标的水平和竖直定位,消除偏心畸变;然后采用曲率估计的方法实时提取现场标定同心圆,对光学系统的畸变变化情况进行检测;最后根据检测对弯曲度的测量结果进行校正,进而实现弯曲的高精度测量.对焦距为6.00mm的弯曲度测量系统进行多点测试,实验结果表明:该方法具有较强的稳定性,校正精度高且实时性好,与传统的校正方法相比,校正后的测量偏差由士0.15mm提高到±0.05 mm,且单点校正时间小于0.49 s,有效地提高了系统的测量精度.     

基于交比不变性的直射变换计算方法研究

交比是和射影变换有关的一个基本不变量,利用交比不变性的计算来揭示场景的本质特征也是计算机视觉研究的一个热点.利用图像坐标来计算交比,当图像坐标很大时,就可能出现计算故障或者引起计算精度的下降;利用齐次坐标来计算交比,相应地会增加计算量.该文从实际计算的角度出发,使用N矢量来表示视平面上所有的点和直线,并建立交比的N矢量计算公式.列举了一个应用实例,即利用交比的投影不变性来计算将一般位置4个点映射为另外一般位置4个点的直射变换矩阵的计算步骤.验证表明,该算法实用和可靠.     

基于交比不变性的太阳定位算法的研究

提出了一种太阳定位算法。利用日冕的原理,通过测量杆影方位和与杆实际长度的比得到太阳的俯仰角和方位角。杆影位置及长度的测量是利用ccD相机线性成像的交比不变性原理和灭点产生原理,根据模板上标识的平行线组,求解出2坐标轴向的灭点;再根据灭点和待测点的像坐标计算出其连线与坐标轴的交点,最后利用交比不变性原理解出杆影顶点在模板平面上的坐标。实验证明,本文方法具有较高的定位精度,且免去了一般视觉测量中的相机定标步骤。在太阳能接受设备控制领域,有较好的使用价值。     

基于圆心共线约束的鱼眼镜头径向畸变估计

提出了基于圆心共线约束的鱼眼镜头径向畸变估计方法。拍摄单幅至少包含空间二组平行直线的标定图像。在单参数除法径向畸变模型下,空间平行直线被映射为畸变图像上的一组圆弧。通过推导发现由同一组平行直线投影得到的圆弧会相交于二个公共交点,因而它们的圆心具有共线性质。在拟合圆弧参数时利用圆心共线性质,能够达到精确求解的目的。提出了基于圆心共线圆弧的单参数除法模型参数的求解方法,并进一步提出了圆心共线圆弧的非线性优化拟合方法。仿真和真实图像的实验结果都表明,相比传统方法,所提出的方法鲁棒性强,能有效提高标定的精度。     

一种面结构光投影仪的标定方法

目的 研究并提出一种简单的面结构光投影仪的标定方法,结合试验搭建的测量平台,实现对饮料瓶、易拉罐、瓶盖等形状规则的包装件以及轮廓复杂人脸的准确测量。方法 首先借助二维灰度棋盘格标定板并采用张正友法标定好摄像机,再向标定板投影设定好的黑白棋盘格图案,然后结合图像阈值分割和形态学操作方法获取相机捕获投影图案的特征点坐标,最后使用标定好的摄像机参数来标定投影仪。结果 文中提出的标定方式相对操作简单、成本低,且在x和y方向的重投影误差基本都小于1个像素。结论 测量实验结果表明,文中标定方法能保证对人脸模型较理想的测量精度,有较好的应用范围。     

船用光电系统中摄像机参数的标定方法

基于一阶径向畸变的针孔摄像机模型,提出了一种新的线性三步摄像机定标方法,即通过径向排列约束计算摄像机参数的旋转矩阵、X轴平移矢量和Y轴平移矢量;根据透视投影的交比不变性解算一阶径向畸变参数;利用求得的摄像机参数建立有效焦距和Z轴平移矢量的线性方程,采用最小二乘法得到线性解。实验表明,该方法简单快捷,具有较高的标定精度,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性等问题。     

基于辅助摄像机的机器人延伸手眼标定方法

针对机器人手臂上装载的工件等对象与摄像机之间空间关系的标定问题,本文在传统机器人手眼标定的基础上提出了机器人延伸手眼标定的概念,将机器人手眼关系拓展为延伸手眼关系.该方法通过引入辅助摄像机,利用平面标定靶标以及由机器人延伸手上的矩形特征衍生出的大量标定特征点,实现了机器人延伸手眼标定.实验结果表明,该算法可有效的解决机器人延伸手眼标定问题,标定精度取决于机器人延伸手的几何尺寸精度和获得特征点的精度,文中实验结果的RMS为0.113mm.     

三维重构视觉系统的标定

文章基于改进两步法的标定思想,在三维重构中提出了一种新的视觉系统参数标定与镜头畸变修正方法.该方法根据图像中心附近点畸变量较小的性质,利用中心附近点和全场视点对CCD相机和DLP投影仪的内外部参数标定和镜头畸变修正进行分离.在标定过程中,所设计的带标准圆阵列的靶标和伪随机连续方形编码可以实现特征点的自动识别和匹配.实验表明,该方法能快速、方便地对视觉系统参数进行标定和镜头畸变修正.     

摄像机径向畸变校正和内参估计的单图标定方法

提出了一种对摄像机的径向畸变进行校正和内参数估计的单图标定方法.拍摄一幅平面标定模板图像,提出若干条直线,拟合在单参数除法畸变模型下的圆弧参数,从而估计出径向畸变.对径向畸变进行校正后,利用标定模板点与经过校正后的图像点之间的对应关系,估计出单应性矩阵.在假定摄像机主点与畸变中心重合的条件下,线性地计算出摄像机焦距初值.以上述线性方法得到的结果为初值,进行非线性优化,最终得到准确的摄像机参数.超广角鱼眼相机和普通数码相机的实验结果表明,本文提出的算法实现简单、适用性广,结果准确,具有较强的实用性.     

基于交比不变性的分区域相机畸变矫正

针对相机不同畸变程度的大视场区域很难同步等精度标定的问题,提出基于交比不变性的分区域相机畸变矫正方法。以相机主点为中心,按距离加权原则将相机视场区域分割为若干个区域;利用各分割视场区域中的多组共线4点坐标建立交比不变性畸变系数求解模型;据此实现分区域相机畸变矫正。此方法的测量误差的评价是通过比较直线偏移量来实现的。实验表明,两区域分割法和三区域分割法的直线偏移量误差比传统不分区方法分别降低14.7%和29.93%。此方法在传统方法的基础上进行改进,解决大视场区域非等精度标定。从实验结果可得到此方法优于传统方法。     

广角镜头桶形畸变的样条函数修正方法

为了修正广角镜头的桶形畸变,本文提出了一种基于样条函数的修正方法.依据镜头桶形畸变产生的物理机制,本文首先制作了一个同心圆标定模板并用该模板对广角镜头进行标定.然后利用样条函数的光滑性和桶形畸变的径向连续性,采用三次样条函数拟合桶形畸变规律.最后,用该样条函数拟合的桶形畸变规律对同一个视觉系统拍摄的变形图像进行恢复.在实验中,该方法能够对畸变图像进行快速恢复并表现出良好的效果.因此对于固定焦距视觉系统,在不考虑视觉系统具体参数的情况下,新的方法能够快速有效地对广角镜头桶形畸变进行修正.     

彩色伪随机编码闪光投影系统的建模及其标定

为实现仅用一幅图象在真正的三维欧氏空间重构三维场景,尤其是动态的三维场景,系统需要对彩色伪随机编码闪光投影系统进行建模和预标定。当系统参数改变后,利用伪随机编码图案的几何约束,不需重新标定,可实现自适应重构三维场景。通过对投影仪像质的的无畸变性分析,用线性模型对投影仪成像过程进行建模,并提出一种高精度的投影系统直接标定方法,通过测出靶标上各投影编码特征点在空间的三维齐次坐标,求出内外参数实现了对投影仪的预标定。标定精度达到0.1单元格,欧氏重构结果较为理想。     

数字图像相关测量中镜头成像畸变的估计和校正

提出一种用于高精度数字图像相关测量的镜头成像畸变估计和校正方法.通过对由刚体平移实验得到的畸变位移场进行分析获得镜头的畸变系数,并根据畸变系数对畸变位移场进行校正.对一25mm固定焦距镜头的成像畸变进行估计,并进一步讨论了该镜头成像畸变对位移测量误差的影响.结果显示,可有效消除由镜头成像畸变引起的位移测量误差,达到高精度测量的目的.     

带切向畸变的模型可视化摄像机标定

根椐Tsai两步标定方法,在Matlab中首先运用直接线性变换法(DLlr)对摄像机参数进行估计,然后以线性参数为初始值,运用非线性优化方法对摄像机参数进行优化.并对摄像机参数标定过程中的畸变模型进行分析,主要分析了透镜的径向和切向畸变分量.最后根据标定的摄像机参数,实现了摄像机畸变模型可视化.     

四边形分片逼近控制点的图像畸变校正算法

针对传统的图像畸变校正算法建模复杂、实时性差且图像信息易丢失等缺点,提出了一种基于四边形分片逼近控制点的图像畸变校正算法.该方法以标准点阵图像作为量测目标,将数学形态学和滑动邻域操作相结合以确定畸变图像像素点质心,采用基于四边形分片逼近的方法来拟合高次多项式校正模型,运用两步一维线性灰度级插值向后映射算法确定输出图像中像素点的灰度.将该算法在TMS320DM6437 DSP上实现,实验结果表明,校正一幅像素为768×494的图像所用的时间为0.036 S,畸变校正的误差在0.31个像素以内,有效地避免了边缘信息丢失、空洞及灰度失真现象.     

视频失真校准方法的研究

针对视频失真量的校准需求,分析了视频微分增益失真dG和微分相位失真dP的测量方法和基本原理,采用数字信号合成方法开发出标准视频失真信号序列,建立了视频失真信号源标准装置,详细阐述了其校准系统和测量不确定度,将视频信号失真量溯源至电压标准和相位标准。     

Precise Calibration of Ratio Transformers

The output voltages of a ratio transformer are defined at open-circuit coaxial connectors. A special socket and a difference transformer, wound with coaxial cable, are used to construct a voltage comparator accurate to 1 in 1010. Subdivided transformers are calibrated by comparing the voltage difference between taps with that of an isolated winding on the same transformer. Two similar transformers are compared directly using two voltage comparators.