CCD摄像机标定与修正的简便方法

利用透镜成像理论建立摄像机数学模型，提出一种新的简单、快速的摄像机参数标定与修正方法，该方法在摄像机模型中全面考虑了镜头的径向畸变和切向畸变，利用图像中心附近点畸变量较小的性质，用中心附近点和全场视点对摄像机内外部参数和像差修正参数进行分离标定，实践证明，该方法能快速、方便地对摄像机系统进行标定和像差修正，具有较好的稳定性和精度。     

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.     

基于像素-角度映射的摄像机标定算法

为克服线性模型不能解释镜头畸变的缺点,以及常规标定中图像成像转换以及标定不能适应高度和角度改变等问题,在小孔线性成像模型的基础上,通过前期畸变标定和建立镜像坐标系,研究像素与角度的映射关系.利用三角函数将畸变系数和高度及角度参数引入到标定模型中,得到基于像素-角度映射的非线性模型.在多种标定环境下与Tsai等算法进行实验对比,验证了算法的准确性.在改变摄像机的角度和高度后,进一步验证了基于像素-角度映射的摄像机标定算法的系数不需要重新标定,仍具有良好的准确性和鲁棒性,可推广到工程应用领域.     

一种简便的双目摄像机标定方法

针对传统摄像机标定方法,在张正友平面模板两步法的基础上,提出了一种简便的双立体摄像机标定方法, 在标定中通过选取图像中心附近的点作为初始预测值,再进行非线性搜索来确定摄像机内外参数由于该方法在摄像机畸变模型中充分考虑了切向畸变的影响,使得标定应用范围更广.实验证明,标定模扳制作简单,标定过程快捷具有较高的精度,完全可以满足双日立体视觉应用的要求.     

CCD摄像机镜头薄棱镜畸变的研究

本文以CCD摄像机小孔成像模型为基础建立了薄棱镜畸变的非线性几何畸变模型,通过对影响畸变参数测量精度的各种因素的分析,使用最小二乘法解线性方程组得到摄像机系统畸变模型的畸变系数。通过与径向畸变相对比得出薄棱镜畸变对摄像机标定的影响相对较小,在此基础上提出了提高标定精度的有效方案。     

摄像机成像过程仿真技术研究

探讨并比较了理想摄像机成像的过程与OpenGL透视投影的机理,从理论角度证明了通过设定OpenGL参数可使其渲染图像与真实摄像机拍摄结果一致。编程实现摄像机成像仿真平台,预先设定摄像机的内外参数,由OpenGL渲染生成不同位置的Checkerboard图像,利用第三方标定程序包进行标定。标定结果与预先设定的摄像机参数一致,证明了理论推导的正确性。通过本系统可以深入了解摄像机理想状态下成像的基本过程,且该模拟方法可摈除无关因素的干扰。为视觉系统标定、立体匹配、畸变校正、动态识别等大部分视觉算法的仿真奠定了基础。     

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.     

基于Matlab的摄像机标定方法研究

摄像机标定的目的是建立三维坐标与二维图像坐标之间的对应关系,由摄像机拍摄的二维图像通过计算和实验得到物体的三维坐标值.基于摄像机的针孔模型,阐述了摄像机的标定原理和引起摄像机畸变的原因,在Windows系统下利用Matlab的摄像机标定工具箱进行了平面标定模板的角点提取和校正并给出了标定摄像机的参数表.实验表明,该标定方法和标定过程标定精度高、易于实现.     

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.     

基于平面靶分割区间LS-SVM摄像机标定的研究

摄像机标定是视觉系统精确的前提.利用最小二乘支持向量机实现摄像机的标定不需确定摄像机具体的内部参数和外部参数.由于镜头的畸变主要由径向畸变引起,根据摄像机畸变的特点,对畸变区域进行划分,提出一种基于分割区间最小二乘支持向量机的摄像机标定法,对不同的畸变区域进行单独处理.该方法同BP神经网络和基本最小二乘支持向量机标定预测结果对比表明,基于分割区间最小二乘支持向量机的摄像机标定法速度快,实时性好,能有效提高标定精度.     

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。     

基于单CCD尺寸检测的摄像机标定方法

为提高机械零件尺寸检测的精度,针对Tsai两步标定法中初始参数不精确的问题,提出了基于直线投影约束的三步标定方法.该方法首先利用直线投影约束条件求解出图像中心点和畸变参数的初始值,然后结合径向排列约束条件求解超定方程组得出全部外部参数和余下内部参数值,最后对全局参数进行非线性优化.为验证提出方法的效果,通过建立基于图像模板的世界坐标系实现,即首先利用图像像素坐标求取摄像机坐标,再将摄像机坐标进行归一化,利用外参数矩阵就可以求解出图像点的世界坐标.结果表明,该方法可以有效提高摄像机标定的精度,像素误差可达0.126 5像素点,单目视觉尺寸检测中任意两点距离误差小于0.41%.     

摄影机检校中像点的粗定位和自适应窗口的确定

在基于标准检校板进行摄影机检校中,针对圆形人工标志点的像点坐标量测,依据直接线性变换的原理并考虑了摄影机的畸变差,提出像点坐标的粗定位方法,并根据人工标志点的大小自适应确定影像处理窗口,实现人工标志点的自动量测.试验表明,本算法能高效地实现人工标志点的自动量测,对于类似的像点坐标提取问题具有通用的意义.     

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。     

桶形畸变图像的一种校正方法

通过对广角镜头拍摄的图像所产生的几何畸变的特性进行研究,结合摄像头成像原理,提出一种几何校正方法来消除广角镜头引起的桶形畸变。首先通过对广角摄像头进行标定,获得摄像头的径向畸变系数,然后根据与点到畸变图像中心的半径有关的畸变映射关系完成源图像到目标校正图像的空间坐标映射,最后通过最近邻算法完成孔洞填充得到无畸变的图像,从而实现对桶形畸变图像的校正。实验结果表明,这种校正方法对于采用广角镜头拍摄的含有桶形畸变的图像校正效果良好,并具有较好的实用价值。     

全景摄像机标定

针对一般全景摄像机标定方法需要特殊的装置、设备和仅适用于满足单视点约束情况下的问题,依据从单视点指向三维点的向量投影到图像平面的过程可以用泰勒级数描述的理论,建立了双曲面全景摄像机标定方法的一般传感器参数模型.标定方法能够补偿镜子焦点与摄像机光心间的配置误差,能够应用于单视点约束没有精确满足的情况下.同时算法只需摄像机从不同位置获取棋盘格平面模板图像可以进行标定.摄像机和平面模板可以自由移动,而不需知道运动的先验知识,所以算法灵活方便,而模型的参数通过非线性优化得到,所以精度较高.     

Study on the relative radiometric correction of CBERS satellite CCD image

China-Brazial Earth Resources Satellite (CBERS)-01 is the first remote sensing re- source satellite of data transfer type manufactured by China and Brazil, which is full of the wisdom and sweat from both countries’ aerospace communities and is regarded as a model of the cooperation between developing countries in high-tech area. CBERS-01 was launched in October of 1999 and went into normal operation after on-orbit test inMarch of 2000. This brought an end to the history that China coul…     

Study on the relative radiometric correction of CBERS satellite CCD image

The main payload on CBERS-01/02 of China-Brazil Earth Resources Satellite (CBERS) is a push-broom CCD camera with moderate spatial and radiant resolution. Because at lab the data for calibration at satellite assembly stage were unable to be collected, and also because the onboard calibrator after launch was in a different state from imaging, the calibration of CCD image got a series of difficulties involved. In practice, two methods are used in the processing on the ground station: One is extracting calibration data by statistics from the image itself, and the other is the method of histogram match. It was proved that the latter can calibrate the image much better, because it can remove the effect of unstable response of the camera largely and also can overcome the nonlinearity of the camera basically by using Look-Up Table (LUT) calculated from histogram statistics of different temporal images. Considering the problems of CBERS-01, a lot of calibration tests were done before the launch of CBERS-02, in which a set of lab coefficients for relative calibration was formulated after the data collection by using integration-hemisphere in the stage of satellite assembly test. During the on-orbit test, it was found that the calibration result from such coefficients was not satisfying, especially there being response difference between 3 detector arrays, which was attributed to the unstable dark currents of the CCD camera. This paper comes up with a statistic method to remove such response difference. In this method the middle detector array was used as reference to find the response differences of adjacent similar features between these arrays and it was proved to have a broad adaptability.