双目视觉的立体标定方法

为实现双目视觉系统的立体标定,分析了摄像机成像模型,并充分考虑了透镜的径向畸变和切向畸变,提出了一种新的立体标定算法。该算法利用张正友的灵活标定算法,初步求取摄像机的内参数,结合Brown算法并提取图像中角点的子像素级坐标,精确求取摄像机内参数和畸变向量。为方便后续的图像校正,基于前面的单个摄像机标定,通过计算空间中的景物点在左右摄像机成像平面上的位置关系,计算出双目视觉系统中两个摄像机之间的旋转矩阵R和平移向量T,从而实现了立体标定。实验结果表明,该算法能取得较高的精度,可以应用于双目视觉系统。     

CCD传感器在三维表面测量中的应用

本文采用电荷耦合成像的CCD摄像机获取立体图像,利用面积相关与灰暗度相关性,为精确地计算三维表面坐标、图像处理提供了一种新的测量三维表面的方法。     

排爆机器人双目立体视觉系统的研究和开发

为了辅助公安人员更好地完成排爆工作，设计和开发了一个带双目立体视觉系统的排爆机器人。该视觉系统使用Matlab7.0和机器视觉软件EVision的EasyMatch库进行开发，能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立体图像匹配、求取可疑目标物的特征点的立体坐标，并把图像实时显示在控制台，控制排爆机器人准确地抓取可疑目标物。该机器人视觉系统成功地抓取实验，表明了它在精度上能够满足排爆机器人的项目要求。     

基于Matlab的二维世界坐标重建

计算机视觉技术研究的目的是要使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力.摄像机标定的目的就是要建立三维世界坐标与二维图像坐标之间的一种对应关系.论文为了实现二维世界坐标重建,依据摄像机标定技术与利用立体视觉方法进行二维重建的原理,建立了空间某—点图像坐标和世界坐标的对应关系模型,并在Matlab环境下验证了利用单目摄像机先定标求取投影矩阵之后进行二维世界坐标重建的可行性.实验结果表明该方法可行有效.     

双目立体视觉求取三维坐标的方法研究

双目立体视觉一般通过最优化方法求取点的三维坐标,若采用不同的目标函数,将会存在其它形式的最优化解,在另外一种目标函数下导出了一种新的计算三维坐标的方法,与传统的最小二乘法和归一化最小二乘法相比,新方法通过矩阵的奇异值分解(SVD)计算坐标值,可以避免矩阵求逆.通过实验分析得出,新方法求取三维坐标的误差与传统的最小二乘法及归一化最小二乘法计算三维坐标的误差比较接近,进而验证了新方法求取三维坐标的可行性和正确性.     

基于EVision的双目视觉系统的设计与实现

设计和开发了一个排爆机器人的双目立体视觉系统。该系统使用Matlab7.0和机器视觉软件EVision6.2的EasyMultiCam进行图像捕获并和EasyMath模式匹配库进行图像特征匹配,能实时捕获排爆机器人周围的图像信息、进行摄像机标定、图像预处理、立体图像匹配、求取可疑目标物的特征点的立体坐标，并把图中实时显示在控制台上，控制排爆机器人准确地抓取可疑目标物。该机器人视觉系统成功的抓取实验，表明了它在精度上能够满足排爆机器人的项目要求。     

单目立体视觉传感器的优化设计及精度分析

设计采用一台CCD摄像机和两组对称反射镜组合实现双目视觉功能的单目立体视觉传感器系统,建立了透视成像数学模型,详细分析了传感器的几何结构参数,例如组内两个反射镜之间的夹角、两组反射镜之间的夹角、反射镜间的距离、反射镜与摄像机的距离等对系统性能的影响并进行了精度计算,为立体视觉传感器的优化设计提供了理论依据.传感器结构紧凑、调节方便,适合近距离高精度测量,目前已成功地应用于正在开发的气液两相三维PIV测量系统中.     

基于立体视觉的目标姿态测量技术

基于动态场景分析的计算机视觉系统尤其是对运动目标的运动参数测量已成为计算机视觉研究的热点;建立了基于双目立体视觉的目标姿态测量系统,使用两个摄像机在不同视角对同一目标进行拍摄,采用DLT方法对摄像机标定;对拍摄到的图像进行去噪、滤波,通过立体图像匹配得到特征点在两幅图像中的同名点,姿态参数求解结合DLT算法和立体图像匹配算法,实现了对目标姿态参数的测量,得到了目标的三维姿态信息;实验结果表明,该测量系统结构简单,计算量小,具有较高的测量精度.     

基于立体视觉运动速度检测系统的研究及实现

介绍了一种基于立体视觉的运动速度检测系统的结构框架。系统在采集卡自带的软件开发包的基础上进行二次软件开发,加入了摄像机标定和图像处理分析部分。整个检测系统主要包括图像采集和运动检测两大环节;涵盖摄像机标定、图像获取及预处理、目标分割、3D定位、速度求取5个功能模块,并具有友好的操作界面,方便用户使用。文章重点针对目标分割和定位中所采用的技术方法展开了讨论。该系统可以具体应用在车辆和游乐设施等的运动速度检测上,在设备的安全运行以及交通监管方面有重要意义。     

五自由度立体视觉平台中摄像机的标定

文章从立体视觉与机器人控制集成的角度出发,建立了一个主动立体视觉跟踪和定位系统,用于柔性装配线中装配零件的运动跟踪和装配工位的精确定位。该系统采用基于平面正方形的摄像机标定方法,该方法要求摄像机在三个(或三个以上)不同的位置摄取一个标准的正方形的图像,经过图像处理找到正方形的四个顶点在图像上的坐标,通过计算就可以线性求解摄像机全部内外参数。该方法简单易懂,非常适合于摄像机内外参数频繁标定的场合,计算速度快、所需设备简单、实用性好。文章的最后,给出了使用文中提出方法进行标定的实验结果,说明了该方法的有效性。     

一种新的基于主动视觉系统的摄像机自标定方法

摄像机标定是从二维图像取获三维信息必不可少的步骤。该文提出了一种新的基于主动视觉系统的摄像机自标定方法,通过控制摄像机平台作4次平移运动（其中任意3次均不在同一平面上）即可线性地标定摄像机的内参数以及摄像机坐标系与平台坐标系之间的旋转矩阵。同时,还分别给出了利用立体视觉方法和纯极点方法唯一求解摄像机坐标系与平台坐标系之间的平移向量的充要条件。     

一种基于视觉的自由曲面三维测量系统

采用线结构光和单CCD摄像机构成自由曲面三维测量系统。探讨了摄像机标定、激光平面标定、被测物体点三维坐标计算及多视角测量数据融合等关键技术。在多视角测量数据融合中采用Screw理论，将坐标系关系求取中带约束的多变量非线性优化问题转化为线性方程组的最小二乘问题。简化了计算的复杂性，提高了求解过程的稳定性．进行了实验研究，给出了实验结果。     

基于多摄像机的人脸三维建模

为了提高三维人脸建模的精确度,在双目立体视觉理论的基础上,提出了一种基于多台摄像机拍摄的人脸三维建模方法。该方法利用两组摄像机分别在不同的角度拍摄人脸,并采用双目立体视觉理论计算三维人脸信息,最后结合两组摄像机分别得到的三维人脸信息,进行坐标变换并重构三维人脸。该方法有效弥补了原来由两台摄像机拍摄人脸所得的三维信息的精确度较差的缺点,并具有一定的实用性。     

机器人手眼立体视觉标定研究

以固高GRB-400型机器人和CCD组成机器人手眼系统,分析了摄像机的成像模型,采用了基于直接将图像坐标映射到机器人参考坐标的“黑箱”思想,从图像坐标直接计算出目标位置的方法,用于立体定位的摄像机手眼标定,该方法通过保持机器人末端执行器到机器人参考坐标系旋转矩阵来简化复杂的相机标定过程,最后通过实验验证了该方法的可行性,并分析了实验误差产生的原因,并提出了相应的解决措施。     

多介质下空间目标的视觉测量

基于计算机视觉的无接触三维测量原理和光的折射定律,提出一种多介质下空间目标视觉测量方法。采用多相机捆绑调整及多角度相互校正,通过双目立体视觉技术结合光线在多介质中发生两次折射的数学模型对运动体上各标志点进行测量,获取各标志点的三维空间坐标,经平面拟合、坐标转换,最终解算得到运动体六自由度空间坐标。实验结果表明,该方法适用于多介质视觉测量,具有较高的测量精度和良好的稳定性。     

基于投影仪和摄像机的结构光视觉标定方法

为实现基于投影仪和摄像机的结构光视觉系统连续扫描,需要计算投影仪投影的任意光平面与摄像机图像平面的空间位置关系,进而需要求取摄像机光心与投影仪光心之间的相对位置关系。求取摄像机的内参数,在标定板上选取四个角点作为特征点并利用摄像机内参数求取该四个特征点的外参数,从而知道四个特征点在摄像机坐标系中的坐标。利用投影仪自身参数求解特征点在投影仪坐标系中的坐标,从而计算出摄像机光心与投影仪光心之间的相对位置关系,实现结构光视觉标定。利用标定后的视觉系统,对标定板上的角点距离进行测量,最大相对误差为0.277%,表明该标定算法可以应用于基于投影仪和摄像机的结构光视觉系统。     

一种新颖实用的基于视觉导航的三维重建算法

根据立体视觉在视觉导航应用中的特点，提出了由视差图重建三维场景的整套算法。首先，推导视差图里各点在摄像机坐标系下的三维坐标。其次，建立摄像机坐标系与车体坐标系的转换关系，得到更有实际意义的在车体坐标系下各点的三维坐标。最后，通过分格显示地貌的算法，大大减少了数据量。实验结果表明，该算法计算量小、鲁棒性强，完全满足视觉导航中的实时性、准确性要求。     

双目视觉系统在风洞伞摆角测量中的研究与应用

伞系统是飞行器的重要组成部分,其摆角参数是系统安全性的重要指标之一;针对目前风洞试验中伞摆角难以测量的问题,提出了一种基于双目视觉系统的试验方法,该系统主要由两部CCD相机、图像采集卡和控制计算机组成,通过立体视觉标定和数字图像处理技术解算出空间特征标记的三维坐标,根据坐标的空间几何关系计算出伞摆角参数;试验结果表明该方法应用成功,能够同时获取伞运动过程中投影在正交平面上的竖直和水平摆角,且具有系统组成简单、通用性强的优点,有较高的应用价值。     

基于多摄像位的空间定位系统的研究与设计

基于多摄像位的空间定位即从来自多个摄像位的视频截图中获取物体的空间三维几何信息。本系统主要由三个部分构成,分别是:摄像机标定部分、立体匹配部分、基于点的三维重建部分。本文主要围绕这几个部分展开研究:首先,在摄像机参数标定中,采用正友的基于平面标定模板的摄像机标定方法,通过实验和计算获取摄像机的参数;其次,立体匹配部分采用了Burchfield算法,试验结果得到了视差图;最后,最后根据立体视觉基本原理,完成了三维坐标计算,得到了一个特定区域的点集信息(如球类)。本文最终设计并实现了一个应用于体育节目包装的基于多摄像位的空间定位系统。     

基于双目视觉的双频光栅三维测量方法

提出一种新的三维坐标测量方法,该方法基于双目视觉、双频光栅投影、相移和三角测量等测量方法.测量系统采用两个摄像机记录投影光栅,通过分析双频投影条纹不同栅距的光栅获得两幅包裹相位图,相位去包裹后求得任一像素点的绝对相位值,结合标定双目摄像机和根据外极线约束原理实现立体匹配,最后重构出物体三维世界坐标.实验证实了该方法的可行性,并得到很好的测量结果.