用于摄像机标定的图像特征点提取算法

如何快速准确地提取标定板图像的特征点坐标是摄像机标定中的关键问题之一.该文针对摄像机以特定的空间角度成像的标定问题,提出了一种用于摄像机标定的图像特征点提取算法.此算法对图像进行区域选取,并对区域图像进行大津阈值分割,击中击不中细化,象素统计等处理,得到特征点的坐标值.实验结果表明该方法可以快速有效地获取特征点的坐标,...     

基于单模板的二维场景重建方法

针对现有场景重建算法具有计算复杂度高且鲁棒性差的缺点,本文采用一种基于映射变换的黑箱标定方法,根据图像坐标与世界坐标的线性映射模型,利用矩阵方程获取摄像机参数。与传统方法相比,该方法仅需一幅模板图像,降低了特征点与模板个数,简化了计算。实验过程中,利用图像降噪、改进的Harris算子角点提取等预处理过程快速提取特征点,实现摄像机参数标定的映射变换;建立了误差评价函数评价本文方法与Tsai标定算法。实验结果表明,该方法具有稳定性强、计算精度高、算法简捷的特点。     

航空发动机叶尖间隙影像测量技术研究

航空发动机装配过程中叶尖间隙的快速、高精度测量,对后期整机试验的技术参数和工作效率有很大的影响。针对这一测量需求,利用标靶标定原理、图像超分辨率重构技术、图像去噪和边缘检测算法,通过三轴精密位移机构、工业摄像机、计算机视觉库等工具,设计了一套叶尖间隙影像测量系统,实现叶尖间隙的非接触、高精度、快速测量。实验结果表明该测量系统可靠性好、稳定性强,测量精度达到0.015 mm。     

基于图像畸变矫正的摄像机标定方法

本文提出了一种新的摄像机标定方法,首先对含有畸变的二维图像进行矫正,再应用矫正后的图像对摄像机进行线性模型标定。给出了标定方法的理论依据和求解过程,并将其与线性标定方法和两步法进行了对比实验。实验结果表明:该方法无需预标定过程,即可迅速、方便地对摄像机进行标定,并且具有较好的精度。     

路况PTZ摄像机自动标定方法

为解决路况pan/tilt/zoom(PTZ)摄像机内外参数实时多变,绝对距离难以求解的问题,提出了一种基于路况图像的自动化标定方法： 建立全新的路况PTZ摄像机成像模型; 根据图像中提取的路面点的相对距离关系,推导模型中各未知参数的求解方法,实现摄像机参数的“白盒”标定,并给出了自动化标定的实现方案; 摘录实际路况试验结果,计算标定误差. 该算法只需要路面场景图像即可实现自动标定,无须人为干涉和配置,其计算简单,灵活性好,非常符合智能交通监控系统的需求.     

路况PTZ摄像机自动标定方法

为解决路况pan/tilt/zoom(PTZ)摄像机内外参数实时多变,绝对距离难以求解的问题,提出了一种基于路况图像的自动化标定方法： 建立全新的路况PTZ摄像机成像模型; 根据图像中提取的路面点的相对距离关系,推导模型中各未知参数的求解方法,实现摄像机参数的“白盒”标定,并给出了自动化标定的实现方案; 摘录实际路况试验结果,计算标定误差. 该算法只需要路面场景图像即可实现自动标定,无须人为干涉和配置,其计算简单,灵活性好,非常符合智能交通监控系统的需求.     

双目实时目标三维测量实现方法的研究

为了解决目标匹配困难、匹配效率低等问题,提出了一种基于双目立体视觉的实时目标特征匹配算法——绝对窗口误差最小化(CAEW).首先,在研究摄像机基本原理后利用张氏标定法解决摄像机的标定,并对最终标定数据采用Bouguet算法进行双目立体校正;然后,利用Ada Boost迭代算法训练目标检测器实现目标检测.将CAEW算法与常用的尺度不变性的特征点检测和匹配(SURF)的效果评估进行比较分析,结果显示CAEW算法的效果评估能达到90%以上,这一指标有明显提高,可以很好地满足双目实时目标匹配的需求.通过CAEW与SURF算法实验对比,进一步说明了减少不必要的全局性图像像素点处理可以提高匹配速度.     

基于乘性梯度的医学超声图像边缘检测算法

通过改进传统乘性梯度（MG）算子,并结合Canny算子的处理结果,准确、快速地提取了医学超声图像的边缘.通过提升乘性梯度算子模板的维度,提高对弱边缘的检测能力;综合考虑乘性梯度算子和Canny算子的运算结果,提高边缘检测的准确度.为了验证该算法的有效性,对仿真及在体超声图像进行边缘提取实验,将结果与其他抗噪性较好的边缘检测方法进行对比.实验结果表明：对于含有不同强度斑点噪声的超声图像,该算法的边缘检测准确度可达75%以上,具有较好的实时性,适用于对医学超声图像进行快速、准确的边缘检测.     

一种嵌入式汽车鸟瞰全景图拼接算法

为了解决汽车周围360°场景重建问题,提出一种适用于车载嵌入式平台的鸟瞰全景图拼接算法,可作为智能汽车环境感知的有效手段.将4个鱼眼摄像头安装于汽车车身,可获得近距离道路环境的图像;采用一种鱼眼图像投影到地面的方法,克服传统方法中存在盲区的问题,同时大大提高计算速度;提出一种基于时域和空域信息的图像融合方法,可以解决摄像机位置差异给拼接造成的困难;为了解决摄像机快速标定问题,采用一种交互式姿态调整方法,运算过程简单,对摄像机安装角度没有精确要求.结果表明,该算法能够实时生成高质量的全景图.     

基于傅里叶条纹分析的摄像机标定

为了寻找一种简单、有效、精度高,并且使用方便的摄像机现场标定方法,提出将已知相位分布的平面二维正弦灰度调制条纹图作为标定平面靶,通过傅里叶条纹分析方法计算出两个正交相位分布,由正交相位分布与平面坐标的对应关系可以建立图像坐标与2D平面坐标的一一对应关系。将此二维正弦平面靶在摄像机成像空间中放置不同的位置,并完成相位测量,然后根据2D共面参照物摄像机标定方法即可完成摄像机标定。这种方法避开了复杂的标定特征点提取,大大增加了2D标定数据量,提高了标定精度。实验和计算机模拟表明,此方法简单、可靠和精度高,仅需测量3幅图像即可达到较高的标定精度。     

基于交比不变量的摄像机标定方法

为了解决摄像机标定的菲线性优化过程中解的不稳定性问题,针对具有镜头径向畸变的摄像机模型,提出了一种实用的摄像机线性标定方法.该方法利用透视投影的交比不变性原理标定镜头的畸变系数,基于摄像机成像的单应性矩阵及内部参数的基本约束,线性标定出其他摄像机参数.实验结果表明,该方法标定模板制作简单,速度快,具有一定的鲁棒性,可以满足工业机器视觉的精度要求.     

相机快速立体定标方法

相机定标是计算机视觉中极为重要的环节,定标的准确性和实时性直接影响其工业应用。为了实现快速、高精度的相机定标,对相机的成像模型及模型参数求解进行了研究,发现相机成像平面中心附近区域的畸变基本可以忽略。针对这一发现,提出一种简易、快速的相机立体定标方法。首先以成像平面中心附近的点作为特征点,用来求解相机的内外参数,再将求得的内外参数作为已知带入畸变模型,以剩余点的三维坐标及像素坐标作为输入,用多元线性回归最小二乘法对畸变参数进行最优化拟合。实验表明,该方法的定标精度高,其平均像素误差可达到10-2量级,同时算法运算时间明显缩短,能更好地满足实际工业应用的需求。     

Study on algorithm of dynamic uncalibrated eye-in-hand visual servoing system

Currently, most visual servoing system must be calibrated, while it is impossible to calibrate cameras and robot models precisely in industrial practice, so a novel dynamic uncalibrated eye-in-hand visual servoing system of tracking a moving target is proposed. The method does not require calibration of camera and robot kinematic models. Vision guided algorithm for tracking dynamic image is developed through minimizing nonlinear objective function. For the large residual has not been approximated in dynamic environment and the change of composite image Jacobian with time increment has not been computed in visual servoing system now,large residuals are dynamic approximated and the change of composite image Jacobian at each iterative step is computed. Simulation results demonstrate the validity of these approaches.     

采用数字图像相关法的人体测量

为了能够快速重建三维人体点云数据,提出并实现了一种基于数字图像相关法的快速人体测量技术。首先搭建由彩色相机、黑白相机和散斑投射器构成的人体测量系统,采用光束平差法完成系统的总体标定。控制散斑投射器与黑白相机同时触发,在散斑结构光投射的瞬间,黑白相机采集带有散斑图案的人体,彩色相机拍摄真实人体图像。应用数字图像相关法完成图像匹配,用双目立体视觉解算出人体点云,多视场点云自动配准最终得到完整的三维人体点云数据。实验结果表明,扫描得到的人体数据完整,细节特征保持且速度不足一秒,可以满足人体测量的要求。     

Deforming analysis of sheet metal based on stereo vision and coordinate grid

A new approach based on stereo vision technology is introduced to analyze sheet metal deformation. By measuring the deformed circle grids that are printed on the sheet surface before forming, the strain distribution of the workpiece is obtained. The measurement and analysis results can be used to verify numerical simulation results and guide production. To get good accuracy,some new techniques are employed: camera calibration based on genetic algorithm, feature abstraction based on self-adaptive technology, image matching based on structure feature and camera modeling pre-constrains, and parameter calculation based on curve and surface optimization. The experimental values show that the approach proposed is rational and practical, which can provide better measurement accuracy with less time than the conventional method.     

SAR相位图像压缩的研究

图像压缩是合成孔径雷达(SAR)的关键技术,其中相位图像压缩是合成孔径雷达信号处理的重要内容.本文采用网格编码量化技术,建立了基于网格编码量化的相位图像压缩算法.采用星载合成孔径雷达RADARSAT的图像作为测试图像进行实验,实验结果验证了该算法的有效性和实用性.     

基于相机标定的图像拼接算法

针对现有图像拼接算法在配准精度和速度方面的不足,提出了一种利用相机标定信息和相位相关技术相结合的图像配准方法,并给出了算法的详细推导过程.算法通过相机标定获得投影矩阵、相机坐标系间的旋转变换矩阵和平移向量.利用相机坐标系间的旋转矩阵推导对应图像间的旋转变换公式,通过z轴位移及场景的平均景深近似求解图像间的缩放系数,利用相位相关法求解图像间的平移转换参数.实验结果证明该算法理论推导正确,在有效景深范围较小情况下图像拼接准确,对于分辨率为640×480的输入数据,平均拼接速度能够达到26.8 ms.     

电器动态特性测试系统图像处理技术研究

利用高速摄像机和图像处理技术研制了一种快速图像处理的非接触式电器动态特性测试系统,以典型的电磁电器———交流接触器为对象,利用该系统获得接触器动作过程的一系列图像.为了有效地抑制噪声、提高信噪比,笔者首先应用中值滤波算法去除随机噪声,利用图像增强方法突出图像的边缘和细节,再通过Canny算子进行边缘检测,得到图像的边缘图像,接着通过二值形态学变换,可以清晰地看到目标,最后进行目标和数据处理.处理后的数据与Image-Pro Plus6.0专业图像分析软件处理结果十分接近.结合动态信号采集电路采集到的电压、电流、触头、铁心等电与机构动作信号,得到一系列实时性强电器完整的动态特性曲线,为进一步研究和设计电器提供技术支持.