基于场景平面结构的增强现实方法

提出了一种基于场景平面结构的增强现实方法.首先,选定图像序列中的两帧对目标场景进行局部的三维重建;然后,选择场景中某一平面作为处理和跟踪的对象,通过交互指定该平面内矩形的四个顶点作为虚拟对象的嵌入区域并建立局部参考坐标系,从而实现虚拟对象与三维场景的迅速对齐;最后通过鲁棒的场景平面跟踪算法实现虚拟对象在整个图像序列中的真实感嵌入,完全允许嵌入区域被部分遮挡的情况.真实序列图像的实验结果及对算法的分析验证了方法的有效性和可行性.     

弱纹理条件下无人机姿态参数估计

基于视觉定位的无人机在弱纹理环境下,位置容易产生漂移,针对该问题,提出一种基于改进Snake算法与ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)特征光流相结合的方法,对无人机运行参数进行估计,从而改善漂移.首先,采用高斯滤波对采集视频帧进行去噪处理;然后,计算视频帧灰度共生矩阵,判断是否均处于...     

基于改进ORB算法的虚实注册方法

针对增强现实(AR)中虚实注册的精度和实时性易受图像纹理和不均匀光照影响的问题,提出一种改进的ORB算法予以解决。首先,设置ORB特征点数量和距离阈值对图像特征点稠密区域进行优化,利用并行算法保留特征值较大的N个特征点;然后,采用离散差异特征增强光照不均匀变化时的稳定性,将改进的ORB与词袋(BOF)模型结合,实现基准图像的快速检索;最后,利用图像间的单应性关系实现虚实注册。从准确性和实时性两方面对提出的改进ORB算法与原始ORB算法、尺度不变特征变换(SIFT)算法和加速稳健特征(SURF)算法进行了对比实验分析,结果显示改进ORB算法的注册时间平均降低了约40%,准确性达到了95%以上。实验结果表明,所提出的算法在不同纹理和不均匀光照的情况下,具有更高的实时性、准确性。     

基于人工地标的双足机器人视觉自定位

针对家庭或者办公室等室内环境下双足机器人的自定位问题,提出一种通过对世界平面的单应矩阵进行分解来实现自定位的方法。首先设计一种新型AR-mark人工地标,利用颜色信息分割感兴趣区域提取出AR-mark的特征点,然后对特征点与空间3D点进行匹配。通过直接线性变化法计算出世界平面的单应矩阵后,利用世界平面的单应分解算法获得摄像机坐标系与AR-mark人工地标坐标系间的位置关系,最终实现双足机器人的局部精确定位。实验结果表明,AR-mark人工地标易于识别,信息内容丰富,同时利用世界平面单应矩阵分解算法定位精度高,能够很好地辅助双足机器人完成室内自定位任务。     

一种拥挤环境下的多目标跟踪算法

多目标的鲁棒跟踪是视频监控系统的基础。在拥挤的环境下,由于遮挡的原因,传统的单目跟踪方法很难分割前景目标并跟踪。本文通过码本算法获得多个视角的前景信息,利用部分标定法获得平面单应性矩阵,根据此矩阵将各个视角的前景信息投射到参考视角后进行数据融合,利用得到的定位信息进行跟踪。实验结果表明,该算法在拥挤的环境中能实现对多目标的鲁棒跟踪,具有很好的实时性。     

一种有效的视频序列拼接方法

针对视频序列拼接中容易造成拼接耗时较长、拼接效果不佳等问题,提出一种有效的视频序列拼接方法,首先,利用时域检测窗口对视频序列进行关键帧的提取,其次,利用相邻关键帧间特征点的匹配结合(random sample consensus)算法以及单应矩阵的级联特性,获取相邻关键帧和非相连关键帧间的匹配矩阵,最后通过融合实现了关键帧所表示的视频序列无缝拼接,效果比较理想。     

随机抽样一致消除特征错配的一种加速算法

提出一种利用随机抽样一致方法（RANdom SAmple Consensus,RANSAC）消除图像匹配时错配的加速算法,具有平移,旋转和缩放不变性,同时允许其他方面（视角等）的较小变化,可以满足当前主流局部特征匹配算法的要求。RANSAC精度高,但时间复杂度高,时间复杂度与有效数据百分比有关,基于此提出了一类新的查找无效数据的方法,可以快速提高有效数据的比例,当它和RANSAC算法结合使用时,可以在保证高精度的情况下,有效地降低查找时间,提高图像匹配的实时性。实验表明该算法效果显著。     

一种多视角跟踪系统中的自行标定方法

多视角的标定和自标定是多视角系统部署和应用中的重要限制环节.文章针对基于单应关系的多视角跟踪应用场景,提出了一种使用跟踪结果本身进行视角几何关系标定的方法,避免了预先标定环节,可以配合现有的各种跟踪算法.理论分析和仿真实验表明,此方法具有高效率、高可靠性、易于实施的特点.     

几何约束下曲面场景的立体匹配迭代算法

使用对极约束和同形映射两种几何约束,通过采用面积检测、一致性约束误差检测、概率筛选规则和对称优化等策略,成功地实现了曲面场景图像的特征点匹配.该方法未使用任何与灰度相关的信息和与场景相关的约束,极大地提高了方法的实用性和鲁棒性.整个匹配过程快速有效,并在不同的弱标定关系已知的真实图像数据上成功地得到实现.     

基于等高地面控制点的航空摄像机参数估计

为满足炮射廉价航空CCD摄像机的对地定位需求,提出一种基于四个已知等高地面控制点的航空摄像机参数估计方法。该方法根据单张航空像片估计伞载空中摄像机焦距及摄像机在世界坐标系中的位置和姿态角等外参数,利用直接线性变换算法求取已知等高地面控制点与对应像点之间的单应矩阵,建立了单应矩阵与共线条件方程之间的关联关系,最后根据关联关系推导出计算航空摄像机焦距、纵横比、位置和姿态角等内外参数的数学模型。为考查该方法的有效性,分别运用室内模拟控制点和野外真实控制点进行了实验。实验结果表明:在给定四个等高地面控制点的三维坐标及对应像点的二维坐标的情况下,该方法计算焦距、纵横比、位置和姿态角等摄像机参数的相对误差约为2%,参数估计结果基本满足炮射摄像机对地成像定位需求。