基于鱼眼镜头的全方位视觉系统的设计及实现

在对基于全方位视觉的移动机器人机动目标识别跟踪进行研究的基础上,建立了基于鱼眼镜头的全方位视觉图像的畸变矫正系统.该系统采用基于立方体投影模型来矫正畸变的鱼眼图像,并用基于立方体投影的鱼眼镜头图像畸变校正系统对鱼眼图像进行了畸变校正.实验结果表明采用以上方法能够有效的克服原始的鱼眼图像存在的几何变形,校正后的鱼眼图像符合人的直观感觉,真实感较强.     

一种通用的基于抛物面模型的鱼眼图像校正算法

鱼眼镜头具有较大的视场,但所拍摄图像会产生严重的桶形畸变,使用时需要进行校正。提出一种新的基于抛物面的透视投影模型,分析了此模型下图像的投影特征及抛物面参数对校正效果的影响,利用鱼眼图像中的特征点拟合出抛物面的最佳参数值,最后通过拟合后的抛物面模型将鱼眼图像映射成透视投影图像,实现了对鱼眼镜头畸变的校正。实验表明,与传统的球面投影模型相比,该模型有更好的校正质量。     

鱼眼镜头在获取建筑物立面影像中的新方法

鱼眼镜头以其较大的视场能够显著提高获取建筑物立面影像的效率,为纠正其严重的变形,提出基于数字畸变模型的方法,该方法与基于函数模型的纠正方法存在根本的区别,首先通过预检校得到所有像点的总体畸变,然后建立畸变改正模型,用于逐点修正存在变形的影像,该模型不但包含了由于鱼眼镜头的球面成像原理所引起的像点位移,也包括了镜头自身的各种畸变.试验证实该方法的正确性和有效性.     

MiroSot机器人足球视觉系统图象畸变的几何校正

针对MiroSot足球机器人视觉系统中的图像畸变,采用了一种新的几何畸变数学模型几何校正方法.考虑摄像头不在场地中央正上方及摄像头偏转后的情形,对镜头几何畸变数学模型进行了修正.通过取场地特征点坐标构成方程组,解出模型中的待定系数.采用牛顿迭代法实现全场坐标的校正运算,并在VC6.0上实现了新的几何校正算法,结果表明场地图像畸变得到了有效的校正.     

基于结构光视觉技术的圆柱度测量新方法

针对机器视觉测量轴类零件的圆柱度误差时因使用畸变严重的鱼眼镜头影响测量精度的问题,提出了一种基于结构光视觉技术的圆柱度测量新方法。该方法投射的结构光与被测轴轴线方向近似平行,考虑轴类零件的特征和鱼眼镜头畸变分布的规律,将视场分为多个区域进行畸变修正。给出了结构光分区标定的模型、测量数据的提取及数据转换的方法。通过对标准轴的测量检验了本文方法的可行性和准确性,实验结果表明,直径为27.68mm、长为300mm的轴的圆柱度的测量精度为20μm。该方法不仅满足产品几何技术规范的采样要求,而且具有非接触、高效、在线测量的特点,能为圆柱度的精确评定提供可靠的数据信息。     

一种广角镜头光学畸变的数字校正算法

使用广角镜头获取大视场景物信息时,由于光学畸变的存在必然导致图像失真.利用光学方法校正畸变,难度大、成本高.本文提出了一种利用数字图像处理技术对光学系统进行畸变校正的新算法(GBC).该算法利用标准网格模型来求解包括径向、离心以及薄棱镜在内的多项镜头畸变系数,大大提高了校正精度,从而达到高质量校正的目的.通过相应实验验证了该算法的可行性和高效性,该算法可应用于任意照相机及摄像头,校正精度达亚像素级.     

基于仿射变换和透视投影的摄像机镜头畸变校正方法

依照摄像机成像过程,提出了一种方便快捷的摄像机镜头畸变精确校正方法。基于逆向摄像机镜头校正模型、仿射变换和透视变换,推导了从标准靶标图像坐标到理想图像坐标之间的精确函数关系,采用最小二乘估计对畸变参数求解,利用双线性插值法还原理想图像,并给出了详细的实验过程和实验结果。结果表明,该方法具有对实验条件要求低、算法运行速度快、校正结果精确等特点,适用于自动实时校正环境。     

基于GPU的大视场景物畸变实时校正算法

针对使用短焦距镜头获取大视场景物信息时,利用光学方法校正光学畸变难度大、成本高的问题,提出了一种利用数字图像处理技术对光学系统进行畸变校正的新算法。该算法在采用CUDA技术的可编程图形处理器的基础上,利用标准网格模型来求解包括径向、离心以及薄棱镜在内的多项镜头畸变系数,大大提高了校正精度和计算速度,从而达到高质量实时校正的目的。通过相应实验验证了该算法的可行性和高效性,针对1920*1080像素的高清视频校正速度可达30帧/s,校正精度达亚像素级。     

基于BP网络的图像畸变校正技术研究

图像判读中由于摄像装置所处角度、摄像镜头差等原因常使获取的图像存在非线性几何畸变.为获取图像的准确信息,本文提出一种基于BP神经网络的图像几何畸变校正的方法,该方法克服了插值拟合不能真实描述图像非线性畸变等缺点.仿真结果表明,该方法使网格图像畸变校正精度＜1μm.     

一种图像畸变的显-隐式校正方法

精确的畸变校正模型是一个包含径向畸变系数(k1,k2)和切向畸变系数(p1,p2)的五次多项式,为了解决对其迭代求解的问题.提出了一种显-隐式畸变校正方法.此方法将图像畸变的显式校正和隐式校正相结合,用径向畸变系数(k1,k2)、切向畸变系数(p1,p2)和不含任何物理意义的校正因子λn构建一个显-隐式畸变校正模型.然后用最小二乘法求解此模型,进而实现图像的畸变校正.实验结果表明,此方法不但求解简单,而且精度很高.     

基于汽车后视系统的短焦距超广角镜头光学设计

充分考虑了鱼眼镜头的特点,设计了一款应用于汽车后视系统的短焦距超广角镜头。系统焦距3.2mm,F数为2.0,全视场角179°,系统总长17.5mm。采用6片式结构,所有镜片均为球面未采用非球面,大大降低了成本,并对各像差曲线进行了分析,全视场MTF值在100lp/mm达到0.5以上,系统结构简单紧凑,像质优良。     

双波长选区激光熔化成形中F-theta镜头光学设计

在选区激光熔化成形设备中,F-theta镜头是其重要的组成单元,一般采用单一波长作为光源。为了改善选区激光熔化成形性能,首次设计了由三片球面透镜组成的用于共轴双波长选区激光熔化成形的f-theta镜头。通过引入负畸变实现线性扫描,并选择合适玻璃材料、结构设计来消除色差。在扫描面积为120mm×120mm范围内,适用激光波长为532nm和1080nm,对这两波长激光的聚焦光斑分别小于30μm和60μm,横向色差分离小于1μm,满足高精度双波长激光同时共轴选区熔化成形的应用需求。     

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.     

基于直线特征的径向畸变图像的校正

为径向畸变图像的校正提供了一种方法。证明了径向畸变的球形模型,推导出球形模型下的畸变校正公式,并给出了基于直线特征的实际拍摄畸变图像校正的具体实现方法和校正结果。这种校正方法具有实现简单,线性处理等优点,比较实用。     

一种基于模板匹配的远场畸变校正方法

在激光照射性能监测系统跟踪移动目标采集远场图像过程中,由于受主光轴入射角度、相对位移等因素影响,导致所摄图像会产生一定程度的畸变。为了校正图像畸变,提出一种基于模板匹配的远场畸变校正方法。首先制作四个靶板角点模板,利用模板匹配算法跟踪识别畸变图像的靶板角点;依据相机成像模型计算出理想靶板角点的像素坐标;根据四对靶板角点,利用透视投影模型求解畸变校正系数,从而实现对图像的畸变校正。实验表明,该方法可以对远场畸变图像进行有效校正,具有实验条件要求低、校正精确、处理速度快等优点,为激光照射性能监测系统提供了准确的图像信息,在实际工程中具有重要意义。