一种基于立体视觉的多视点建模方法

论述了一种基于立体视觉的建模方法。该方法利用立体视觉系统在不同视点对景物观测所获得的局部三维几何模型，通过空间特征点匹配和坐标变换将局部模型融合，从而建立景物的完整描述。文章重点介绍了一种基于空间向量的坐标变换求解方法。     

一种基于多视立体视觉的多视图直线匹配方法

提出了一种基于多视立体视觉（Multiple view stereo,MVS）进行多视图直线匹配的方法. 本文方法首先利用MVS所得到的三维点云及其可见性信息,建立三维点与图像直线的对应关系. 根据此对应关系,为每条图像直线建立由一个三维点集和一个三维单位向量构成的描述子,用以衡量图像直线之间的相似性及一致性. 之后,本文方法以所有图像直线为顶点建立一个图,并引入了图谱分析来获取统一的顶点距离度量. 最后,本方法对DBSCAN聚类算法进行了修改,并用修改后的算法从图谱分析结果中获取可靠的直线匹配. 实验显示,本方法比已有方法更加鲁棒,并且有更高的准确率.     

立体视觉中的三目匹配方法研究

本文提出了利用金字塔图传播匹配的三目基元立体视觉方法．该方法中匹配起始三 元组的选择建立在透视投影的可靠基础之上,而进行传播匹配可以加速计算,并避免了可能 的误匹配．传播匹配利用立体图像组在二值边界图像金字塔图中的结构相似性,而整个匹配 结果的考察与认定是通过传播率的比较实现的．该方法能够有效地克服双目立体视觉方法的 某些本质局限性,确保匹配结果精确可靠．     

一种实用的手眼视觉系统定位方法

深入研究了机器人手眼视觉系统的立体定位问题。首先,重新将手眼问题公式化,得到一个新的系统模型;然后,在此基础上提出了一种实用有效的标定方法。其核心思想是直接将图像坐标映射到机器人基坐标系中,把系统参数作为一个整体来获取,而不必分别计算摄像机内部的每一个参数。与原方法相比,本方法可随意改变末端姿态定位,即定位时摄像机对目标取像的姿态不受任何约束。实验表明,该方法操作方便、实现简单、定位精度高。这一方法的提出克服了原方法的局限性,大大推广了手眼视觉系统的应用范围。     

多目立体视觉在工业测量中的应用研究

以双目立体视觉系统为基础，提出了一种多目立体视觉测量的方法。该方法利用摄像机旋转来获取多幅图像，利用这些立体图像对中对应特征点的视差得到物体的深度信息，达到多目测量的目的，通过实验并与双目立体视觉相比较，验证了其在摄像机标定和提高测量结果精度方面的优越性。     

基于多目立体视觉的试件飞行运动速度测量方法研究

为了测量试件的飞行速度,提出了一种基于多目立体视觉技术的飞行运动速度测量方法。首先研究了多目相机的标定方法,然后通过图像匹配的方法来获取各个相机图像中目标点的图像位置,最后根据各个相机的内部和外部参数,重建得到被测试件的三维坐标,结合相机的拍摄速度,计算出试件的飞行速度。结果表明：该方法可以较为准确的测量出试件在整个飞行过程中的运动速度,且具使用灵活,操作方便等特点。     

一种基于立体视觉的公交车客流计数方法

为了能实时地采集到公交系统中的客流量,提出了一种基于双目立体视觉的客流计数方法.该方法由3部分组成:运动目标检测,标记,匹配与计数.目标检测是计数问题的核心,该方法首先利用行帧差法检测可能的运动目标,然后基于视差分析判断可能目标的真伪.通过模拟环境和实际公交车环境的测试表明,该方法现场计数准确率达到92%以上,并有效克服了因计数场景中光线突变、阴影对计数准确率的影响.     

基于多目机器视觉的城市轨道交通自动化监控系统设计

该文设计了基于多目机器视觉的城市轨道交通自动化监控系统。用户通过交互层发送城市轨道交通多目机器视觉图像采集指令;图像采集层接收指令后,控制多目视觉图像采集模块采集图像并存储到数据库,并发送至逻辑运算层;逻辑运算层连接城市轨道交通第三方子系统,获取运行数据和图像,并使用联动执行服务和实时数据管理进行自动化监控;同时,使用图像预处理和异物侵限检测模块对轨道交通安全进行监控。监控结果传输至交互层,呈现给用户。实验表明,该系统可有效实现城市轨道交通自动化监控,监控及时性较好,应用效果良好。     

一种立体视觉的摄像机标定参数遗传优化方法

首先利用线性模型构建线性方程,通过最小二乘法估算出摄像机的内、外参数,然后考虑到摄像机的畸变影响加入非线性畸变方程。利用遗传算法具有良好全局优化的特点,对摄像机参数进行优化,提高了摄像机标定的精度和可靠性。实验结果表明,该方法达到预期目的且具有很好的实用性。     

一种改进的单目机器人立体视觉系统校正方法

基于三棱镜的单目立体视觉系统具有高集成度、低功耗、易装配等特点,但外置的棱镜也会引发不规则的图像畸变,影响成像质量。首先采用双边滤波函数对目标图像进行降噪处理,增强图像中的边界,有效提高标定图像中的特征点提取的准确性;然后结合透视投影中的直线性、交比一致性和没影点收敛性等投影不变性提出一种改进的自适应畸变校正算法。该算法无需畸变模型及畸变参数,通过校正前后特征点的偏移,最终得到畸变校正所需的像素位移图。实验对比了多组图像的特征提取效果和畸变校正结果,并比较了不同校正方法对于系统中产生的不规则畸变的校正效果,结果表明该算法具有鲁棒性和准确性,提高了机器人视觉系统的准确度。     

Stereo with Oblique Cameras

Mosaics acquired by pushbroom cameras, stereo panoramas, omnivergent mosaics, and spherical mosaics can be viewed as images taken by non-central cameras, i.e. cameras that project along rays that do not all intersect at one point. It has been shown that in order to reduce the correspondence search in mosaics to a one-parametric search along curves, the rays of the non-central cameras have to lie in double ruled epipolar surfaces. In this work, we introduce the oblique stereo geometry, which has non-intersecting double ruled epipolar surfaces. We analyze the configurations of mutually oblique rays that see every point in space. These configurations, called oblique cameras, are the most non-central cameras among all cameras. We formulate the assumption under which two oblique cameras posses oblique stereo geometry and show that the epipolar surfaces are non-intersecting double ruled hyperboloids and two lines. We show that oblique cameras, and the correspondingoblique stereo geometry, exist and give an example of a physically realizable oblique stereo geometry. We introduce linear oblique cameras as those which can be generated by a linear mapping from points in space to camera rays and characterize those collineations which generate them. We show that all linear oblique cameras are obtained by a collineation from one example of an oblique camera. Finally, we relate oblique cameras to spreads known from incidence geometries.     

基于线条特征的双目立体视觉系统

本文阐述了一个以线条特征为匹配基元的双目立体视觉系统.匹配算法以环境相似性度量为核心,以多层表示为基础,采用由粗而精的控制策略,通过预测、归并、分解、传播四过程实现.匹配算法考虑到实际环境中的双目立体图象的非理想性及抽取出来的线条特征的非完整性,允许某种程度的纵向偏差,引入中心主轴概念,在分解过程中建立对应,计算视差.首先由前三个过程建立起可靠的粗层次的对应,称之为骨架对应,然后利用连续性约束假设将骨架对,应的结果由传播过程逐级传播到整幅图象中去.     

一种非重叠多摄像头的实时监控系统

大范围场景的监控需要使用多个摄像头。论文利用运动目标的颜色信息和路径特征,设计了一种非重叠多摄像头的实时监控系统。系统采用分布式多层次结构,在进行单摄像头层的处理时,根据像素点亮度变化检测和跟踪运动目标,同时获取运动目标的外形信息和路径特征;在进行多摄像头层的处理时,使用估计目标外形变化和建立路径模型方法融合多个摄像头信息,实现目标在非重叠多摄像头的跟踪。该系统不要求校准摄像头,也不要求建立完整的场景模型,即便在有亮度变化的环境中,仍能立即准确跟踪目标。实验证明提出的方法有好的跟踪效果。     

嵌入式双目立体视觉测距系统

设计和研究了一种基于S3C2440硬件平台和嵌入式Linux双目立体视觉测距系统.该系统通过使用两个USB摄像头同步采集图像数据,并利用OpenCV对采集的两幅图像的数据进行处理,计算目标物在两幅图像中的像素偏差,进而算出目标物到摄像头平面的距离,在论文中以车牌作为目标物.同时该系统用Qt/Embedded实现LED实时显示图像和数据.整个系统建立在嵌入式架构上,能独立完成图像采集,数据处理,实时显示等功能.只要改变定位算法,则能测出任意目标物的距离.     

VisionBug: A Hexapod Robot Controlled by Stereo Cameras

A six-legged robot system demonstrating reactive behaviors of simple organisms—walking between two walls, steering around obstacles, making turns at corners, and making U-turns at pathway dead-ends—is described. The system, named VisionBug, uses no active range sensor but only a stereo pair of cameras for sensing the surroundings. The system assumes the surroundings to be consisting of mostly a ground surface, although the surface could have a varying geometric relationship with the robot due to the jiggling nature of legged motion. By the use of the image-to-image mapping induced to the stereo images by the ground surface, the system is able to avoid explicit 3D reconstruction and the use of optical flow altogether in locating through-ways. Specifically, it regards image features not respecting the ground-induced mapping as obstacles, and express the obstacles in terms of a 2D distribution on the ground. Based on the distribution information, which is further time-delay compensated, a simple fuzzy control mechanism is used to command the legged motion. Experiments show that the system is effective for demonstrating the above-mentioned behaviors in textured environment, at a speed fast enough for many applications.     

基于立体视觉的水下三维测量系统研究

随着我国海洋战略的提出,对于海洋观测技术和装备的需求日趋迫切。针对现有水下成像系统无法实现精确三维测量这一难题,该文提出了一种基于双目立体视觉原理的水下三维测量系统研究方法,并对其可行性进行了验证。针对水下成像过程存在的水体界面折射问题,该文提出了相应的相机成像模型及系统参数标定方法,建立了防水深度达 30 m 的双目水下测量及照明装置,并在水池、近海条件下进行了实地测试。实验结果显示,在水体条件较好的情况下,系统观测距离可达 8 m 以上,有效测量距离为 0.5～4.5 m,在 0.5 m 和 4.5 m 距离处的测量误差分别为 2 mm 和 20 mm。实验验证了 水下双目成像模型、立体标定、测量模型等方法的有效性和精确性,可为水下检修作业等海洋工程行业提供一种有效的三维测量技术手段。     

双目立体视觉系统的精度分析

为提高双目立体视觉系统的测量精度,分析双目视觉系统的工作原理以及该系统各个环节的误差模型.通过提高标定模板的精度、增加标定图像,可以减小标定误差及图像校正行对齐误差.分析图像识别误差对视觉系统测量精度的影响,导入视觉系统的结构参数与测量误差之间的关系,从而确定结构参数对测量精度的作用.讨论物距对测量精度的影响,并给出合...     

基于FPGA的双目立体视觉系统

立体视觉的目的之一就是为了获得周围场景的3维信息,其关键在于匹配算法。然而即便是使用目前先进的通用处理器,其计算致密视差图所需的时间仍无法满足高速自主导航的需求。为了解决这个问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的双目立体视觉系统的设计方案,同时介绍了系统的硬件结构,并在讨论区域匹配的快速算法的基础上,提出了基于FPGA的像素序列和并行窗口算法框架,用以实现零均值像素灰度差平方和(ZSSD)的匹配算法。该算法是先将视频信号经解码芯片生成场景立体图像对,并由FPGA来完成立体图像对的几何校正和ZSSD匹配算法,然后将获得的致密视差图通过PC I总线发送至上位机。实践表明,该算法效果好、速度快,不仅具有较强的鲁棒性,并且硬件系统性能稳定、可靠。此外,该方案还适用于像素灰度差的绝对值和(SAD)和像素灰度差的平方和(SSD)等多种传统区域匹配算法的快速实现和实时处理。     

基于DSP 的双目视觉系统

介绍了一种利用CMOS传感器、高速可读写存储器SDRAM、存储器FLASH,基于高速数字信号处理器Blackfin533 DSP和CPLD的双目图像采集、处理系统。系统完成了双目图像的采集、存储以及双目图像匹配处理。详细描述了系统的总体结构、部分硬件设计,并提出了一种改进的Census算法。     

Improving a Real-Time Neural-Based Stereo Vision System

Refinements of the energy expression of a real-time neural-based stereo vision system are presented. The neural network optimizes a scalar functional, that represents an area-based stereo matching algorithm. The neural system is reviewed and its performances presented. The proposed improvements are in terms of the exploitation of the image chromatic content and of local pixel information relative to the distance from an image feature. Experimental results showing the performance improvements are presented on synthetic and on real images. The hardware implementation currently in progress will straightforwardly benefit from these improvements.