利用立体视觉的砂轮地貌三维表面重构

提出一种利用双目图像以恢复砂轮地貌三维表面的方法,通过基于灰度的面匹配法对双目图像精确匹配,然后利用双目视觉成像原理,求出该样本点在世界坐标系的坐标。在此一系列样本点的世界坐标基础上,可得待恢复区域的三维外轮廓线和外轮廓面,通过面元内插法可以得到三维场景的精确恢复。实验结果表明,该算法能有效恢复砂轮地貌的三维表面信息。     

基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法

运动估计算法是影响立体视觉定位精度的重要因素,传统的3D-3D运动估计算法受噪声影响很大,计算精度不高.本文提出了一种基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法.算法不使用运动后的特征点3D坐标,而直接利用其2D图像投影坐标.首先,利用EPnP运动估计算法确定匹配内点和初始运动参数.接着,利用双目相机之间的2D投影几...     

网格投影式立体视觉三维表面重建系统

提出了一种基于立体视觉的三维表面重建的新方法。该方法以立体视觉为基础,结合网格投影,把被动的立体视觉与主动的非结构光网格投影相结合,采用一种算法简单的由粗到精网格图像立体匹配方法,有效地解决了常用的立体视觉系统中存在的算法复杂、处理时间长、容易产生误匹配等问题。基于该方法的三维表面重建系统具有结构简单、操作方便、数据采集速度快、实时性强等优点。实验结果表明该系统能够有效地对三维表面,特别是对无明显特征的光滑自由三维曲面进行重建。     

基于可变形卷积的双目视觉三维重建

提出一种基于可变形卷积的立体匹配算法来进行双目视觉三维重建。首先,采用二维可变形卷积对输入的左右两幅图像进行特征提取;然后,利用三维可变形卷积,在匹配代价空间中有效地聚合两个图像之间的相关特征;最后,采用3个阶段级联残差学习的方式来降低匹配代价空间的参数计算量,以达到快速匹配的实时要求。根据该算法原理完成了视差深度图的检测,并通过Open3D重建三维物体。实验结果表明:该算法的参数量为0.5×10⁶,运行时间只需0.02s,生成的视差图精度较高,三维重建效果较好。     

基于双目相机的光栅立体印刷图像合成

目的研究一种基于双目相机的光栅立体图像合成方法。方法首先用双目相机采集场景中2个观察角度的二维平面图像数据。基于双目立体视觉理论,采用一种鲁棒性较强的基于区域分割的图像匹配方法,得到精度较高的深度图。然后分析序列视差图像的成像模型,建立一种基于双目图像对生成序列视差图像的方法,得到连续角度等间隔的序列图像。最后基于柱镜光栅的光学特性形成的立体印刷图像编码规则,对序列视差图像进行纵向条纹抽样分割,等间隔的抽取每幅序列视差图像中的对应列实现光栅立体图像的合成。结果验证了该光栅立体图像合成方法的有效性。结论基于双目相机的光栅立体合成方法,可以使立体印刷产品实现个性化、便捷化的即时输出。     

双摄像机光笔式三维坐标测量系统研究

基于双目立体视觉传感器三维测量模型和空间坐标变换原理,采用最小二乘冗余算法,讨论了双摄像机测量空间三维点坐标的基本原理,建立了视觉测量系统的非线性测量方程.通过实验验证了双摄像机光笔式三维坐标视觉测量系统建立的可行性.     

双目立体视觉匹配技术现状与发展

双目立体视觉技术是计算机视觉重要的研究领域,如今的应用也愈发广泛,其中在精密测量上起到的作用不可或缺。匹配技术在双目测量中尤为关键。本文从立体匹配技术的现状出发,介绍了现阶段匹配技术运用的主要方式和关键算法,以基于基元的匹配算法入手,对该技术的发展趋势进行展望。通过对比各算法的优缺点,获得对匹配技术的进一步了解,为未来进行双目视觉测量的应用提供理论依据。     

立体视觉技术的应用与发展

对双目视觉的理论基础、基本原理及其核心技术-立体匹配技术进行了系统的研究与总结,简要介绍了双目视觉技术在DARPA2005挑战赛、美国勇气与机遇号火星车及上海航天局805所研制的攻关样机MR-3上的应用,最后根据目前立体视觉的发展现状和存在的问题提出今后的发展方向。     

基于双目立体视觉的物流包装箱尺寸测量研究

目的 针对物流行业运输中包装箱的非接触自动测量,提出一种基于改进SURF配准算法的双目立体尺寸测量方法。方法 首先采用二进制FREAK描述子代替传统SURF的描述子,解决传统SURF描述子计算耗时、描述向量生成依赖于特征主方向,且主方向计算误差会在后续步骤中出现传导放大 的缺点;其次,采用PROSAC删除误匹配点,并利用FREAK级联匹配的方式进一步提高算法的匹配 速度和匹配准确率。最后,利用视差优化和边缘提取算法获得精确三维空间体,实现非接触尺寸测量。结果 实验表明改进算法可快速提取图片特征点并准确匹配,对不同规格包装箱检测结果显示,基于改进算法的测量方法测量误差小,检测速度快。结论 改进图像匹配算法可有效提高图像匹配准确率,减少测量时间,对于提高物流行业运输效率、减少人工成本具有重要意义。     

双目视觉中距离约束的小波变换同名点匹配

针对一类特殊小波变换系数不同尺度下的过零点能提供在不同尺度下信号急速变化点的位置信息,提出了一种基于小波变换的多尺度过零点的双目立体视觉模型的同名点匹配方法,该方法采用由粗到细的匹配策略,利用转化的距离信息先匹配大尺度的小波变换系数的过零点,记录其过零点位置信息,然后应用顺序约束,即物体在左右影像点的投影顺序的一致性,匹配小尺度的小波变换系数的过零点,降低了同名点匹配搜索的复杂性,减少了误匹配,解决了同名点准确匹配难、计算量大等问题.采用该方法对篦冷机内水泥熟料高度进行测量,实验表明该方法能较精确的得出水泥熟料料层的分布状况.     

双目视觉摄像机神经网络标定方法

摄像机标定是精密视觉测量的基础。为了描述双目视觉中三维空间物点坐标和两个摄像机像面像点坐标间的非线性关系,传统的标定方法需要建立复杂的数学模型。而神经网络可以有效地处理非线性映射问题,笔者介绍了一种BP(ErrorBackPropagation)神经网络,并且为了提高网络的学习能力引入了动态因子。用相同的参考数据,将神经网络标定方法与线性标定方法比较,实验结果表明基于神经网络的双目视觉标定方法能获得较高的标定精度。     

A 3D Measurement Method Based on Coded Image

The binocular stereo vision system is often used to reconstruct 3D point clouds of an object. However, it is challenging to find effective matching points in two object images with similar color or less texture. This will lead to mismatching by using the stereo matching algorithm to calculate the disparity map. In this context, the object can’t be reconstructed precisely. As a countermeasure, this study proposes to combine the Gray code fringe projection with the binocular camera as well as to generate denser point clouds by projecting an active light source to increase the texture of the object, which greatly reduces the reconstruction error caused by the lack of texture. Due to the limitation of the camera viewing angle, a one-perspective binocular camera can only reconstruct the 2.5D model of an object. To obtain the 3D model of an object, point clouds obtained from multiple-view images are processed by coarse registration using the coarse SAC-IA algorithm and fine registration using the ICP algorithm, which is followed by voxel filtering fusion of the point cloud. To improve the reconstruction quality, a polarizer is mounted in front of the cameras to filter out the redundant reflected light. Eventually, the 3D model and the dimension of a vase are obtained after calibration.     

基于SLAM导航的多目视觉AGV系统设计

目的为了进一步提高SLAM定位精度和小障碍物识别能力。方法采用SLAM与多目视觉结合的方法,首先构建AGV运动学模型,然后构建双目立体视觉模型,基于SURF+RANSAC改进的分区域加权算法,尽可能剔除冗余误匹配对,显著提高匹配精度。其次,在传统SLAM导航基础上融入单目视觉,实现关键工位点精确定位停靠,并给出二维码遮挡缺损情况下的解决方法,采用双目视觉实现距离实时测量。结果双目距离检测精度可达±1.88 mm,轨迹精度可以控制在±2 mm。结论融合SLAM和多目视觉可以有效提高导航定位精度和小障碍物识别能力,提高了SLAM的应用领域,具有一定的推广前景。     

一种基于边缘线的三目立体匹配方法

为实现准确的三维场景匹配,提出了一种基于边缘线的三目立体匹配方法.Canny边缘是一种常用的视觉特征,通过对Canny算子加以改进,提高了边缘线条匹配的可靠性.匹配过程分层次进行,首先通过边缘上少量点的成功匹配确定边缘线条间的对应关系,然后以此来约束该边缘上其他点的匹配.详细介绍了对应特征匹配所用的约束条件.首先,使用三目系统中第三个摄像机提供的额外极线约束,有效地减少了误匹配.由于常规所用的三目极线约束条件给出的匹配效果并不理想,提出了另外一种更加有效的三目极线约束应用方法.此外还介绍了边缘点的梯度方向约束,给出了基于以上约束条件的边缘线匹配算法.实验结果表明,该算法具有较高的匹配正确率,是一种有效的立体匹配算法.     

Optimized stereo reconstruction of free-form space curves based on a nonuniform rational B-spline model

Analytical reconstruction of 3D curves from their stereo images is an important issue in computer vision. We present an optimization framework for such a problem based on a nonuniform rational B-spline (NURBS) curve model that converts reconstruction of a 3D curve into reconstruction of control points and weights of a NURBS representation of the curve, accordingly bypassing the error-prone point-to-point correspondence matching. Perspective invariance of NURBS curves and constraints deduced on stereo NURBS curves are employed to formulate the 3D curve reconstruction problem into a constrained nonlinear optimization. A parallel rectification technique is then adopted to simplify the constraints, and the Levenberg-Marquardt algorithm is applied to search for the optimal solution of the simplified problem. The results from our experiments show that the proposed framework works stably in the presence of different data samplings, randomly posed noise, and partial loss of data and is potentially suitable for real scenes.     

主动多基线立体视觉及其在机器人焊接技术中的应用研究

介绍了多基线立体视觉的基本原理针对焊接工件等一类表面缺纹纹理物体的三维深度恢复这一难题,提出采用基于条纹光照明方式的主动多基立体视觉方法解决这类物体的三维视觉建模问题,并通过验证明方法的有效性和可靠性。     

基于曲率自适应的航空零件法矢量测量研究

现有的法矢量测量技术无法满足测量准确度和实时性的双重要求,法矢量计算方法不能适用于不同曲率的曲面。利用双目立体视觉,本文提出了一种基于曲率自适应的法矢量测量方法。首先,在双目立体视觉的基础上,基于变曲率曲面特征建立制孔区域曲面模型,提出投影点的布局方法;然后,基于三维重建的投影点数据,提出了基于曲面曲率自适应识别的法矢量计算方法;最后,针对小曲率曲面样件的测量结果,与三坐标测量仪测得的法矢量进行对比,用以验证本双目视觉测量方法的精度。实验结果表明:该方法测量法矢量误差为1.6°。该方法可有效提高法矢量测量的准确度,满足大型航空零件现场测量的工程要求。     

立体视觉曲面重建与系统误差分析

采用立体视觉空间曲面重建技术对三维曲面表面成像进行边缘提取、图像匹配、匹配点空间位置计算等步骤,得到三维曲面表面点的空间位置,利用空间点信息对三维曲面形状进行重建,恢复曲面三维形状;并讨论了立体视觉系统的摄像机分辨率、测量范围和摄像机间距等参数之间的关系.利用该方法对堆积物表面形状及体积进行测量实验结果表明,该方法能准确、快速、方便地给出三维曲面的形状.     

远程测量系统中被测零件的重建

坐标测量机（CMM）与测量者分离进行远程测量时，掌握被测零件的位置与形状信息具有重要意义。提出一种对被测零件进行三维重建和定位的方法，根据双目视觉原理，利用从测量现场获取被测零件的图像及机械零件的规则性较强采用体积表示方法进行被测零件的三维重建，详细阐述了准确识别组成被测零件基本几何体的方法，展示了应用该系统三维重建和定位示例。     

一种用于外科手术导航的双目视觉简化系统

针对外科手术导航光学定位仪参数标定过程繁琐和对应点匹配歧异性大的问题,进行了双目立体视觉简化系统的研究.运用坐标变换方法一次性标定系统24个参数;选用黑白棋盘格标记物和运用相似性度量原理,简化立体匹配过程、提高立体匹配准确度.利用标定后的系统对标记物之间的距离进行测量,在距双目视觉传感单元1.5 m范围内误差小于1 mm.交叉韧带重建手术导舷模拟实验表明:该系统具有稳定,可靠,标定方法简单,匹配准确,定位精度高的特点,能够满足外科手术导航的要求.