基于双目视觉的车辆外廓尺寸测量方法

针对目前车辆外廓尺寸测量成本高、安装复杂且三维轮廓重构质量差的问题，提出了基于双目视觉的车辆外廓尺寸测量方法。该方法首先对双目相机采集的车辆图像对进行校正，并通过改进后的立体匹配算法计算生成车辆视差图。基于双目视觉三维测量原理解算车辆轮廓视差信息进行三维重构，生成车辆点云。针对相机盲区车辆轮廓数据缺失问题，设计了基于车牌识别的点云对称修复方法，生成完整车辆三维轮廓。实验结果表明，3种车型的测量示值误差均小于1%，车辆模型重构完整度高。     

基于基础矩阵与HEIV模型的双目相机标定

双目相机标定的精确与否很大程度上决定了立体匹配三维重构的完成质量。提出一种基于相机基础矩阵的一维标定方法。该方法较之传统的张正友一维标定法，无需对标定杆进行任何的运动约束即可完成。并提出一种基于变量含异质噪声(heteroscedastic error in variables,HEIV)模型的优化方法对测量数据与标定参数均进行优化，该模型利用测量数据的估计值与测量值之间的误差和构造代价函数，通过迭代最小化代价函数进行求解，实验表明本文算法较之传统优化算法精度更高，且在测量数据较少的情况下优化数据更接近真实值。     

基于深度相机的金属柜体三维重建

针对金属柜体表面的光线反射和检测场地限制问题,研究了基于深度相机的金属柜体三维重建,使用深度相机采集金属柜体的RGBD图像,实现高质量的金属柜体表面数据采集;计算其点云数据后进行离群点剔除和下采样的数据处理,降低了噪声影响并提高运算速度;采用基于点云数据和基于三维信息的重建方式,构造金属柜体的三维模型。通过对比实验,证明本文方法得到的点云数据在数量、精度平均误差和采集速度上明显优于双目视觉方法;三种金属柜体的三维模型与真实值对比,模型误差百分比约为3%。     

单目视觉里程计位姿解算质量评估因素分析

近年来，弹性PNT和综合PNT不断发展，多源传感器的弹性融合机制受到广泛关注。针对多源组合导航中视觉传感器的测量精度和可靠性受环境影响大，对精度的影响程度难以单独评估等问题，通过研究单目视觉里程计位姿解算质量的评估因素，体现多源传感器融合系统中视觉传感器的测量质量，提出基于李代数推导的反应空间点构型对相机位姿恢复精度影响的精度衰减因子Visual-DOP,设计了单目视觉里程计位姿解算质量评估算法，并在视觉里程计权威数据集KITTI上做了验证，通过控制变量的方法解耦每一个评估因素与定位定姿精度的关系，结果显示采用的位姿解算质量评估因素能够正确反应单目视觉里程计的导航精度受视觉测量质量的影响程度。     

基于全景相机的3D坐标测量方法

全景相机通过一次成像获取其周围3600场景,是一种大视场快速图像采集装置。研究了应用双鱼眼全景相机获取三维空间点的方法,研究了单鱼眼镜头成像模型,双鱼眼全景相机成像模型及图像变换原理。研究了鱼眼镜头成像畸变等校模型参数的标定方法,实现了对鱼眼畸变图像的矫正。提出了由全景图像数据解算任意方向等效鱼眼镜头成像数据的数学模型。最后应用平行光轴双目立体视觉技术,获得了被测场景的3D坐标数据。研究结果表明,应用这种方法在4 m×3 m×3 m的测量范围内精度可达13 mm。     

基于单目摄像头的电网设备测距模型

针对电力系统巡检过程中双目测距算法的复杂性,提出了一种基于相机高度和俯仰角的单目测距模型,有效解决了电力系统中的测距问题。同时针对测距应用中相机高度和俯仰角的变化,考虑了影响因素对测距精度的影响,具有良好的可靠性。通过测量相机高度和俯仰角,识别图像中目标物体所在区域,根据相机内参对采集到的图像进行坐标变换,获得目标物体的三维坐标信息,根据测距模型计算出实际距离,通过实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于双目立体视觉的连铸辊尺寸三维测量方法

针对连铸车间中,扇形段连铸辊尺寸人工测量效率低下的问题,提出了一种基于双目视觉系统的连铸辊尺寸测量方法。首先,对双目相机采集的图像进行预处理并采用Otsu法分割工件前后背景;接着,针对边缘检测精度不高的问题,将传统Canny边缘检测算法的梯度模板增加到8个以提取工件轮廓,结合多项式插值公式提取亚像素级别特征点;然后,在SAD与Census变换融合的立体匹配基础上引入RANSAC算法来消除错误匹配;最后,采用三角测量原理计算出零件的尺寸。实验结果表明,系统测量的平均相对误差为0.14%,测量方法具有较高的精度,其稳定性与精确性满足连铸辊的尺寸自动检测任务。     

大尺寸空间中自动获取测量目标点的新方法

本文基于机器视觉领域中利用双目立体视觉技术测量大尺寸物体的三维面形的研究,提出一种先对图像边缘检测后分析图像中物体形状,面积等几何特征,自动获取测量空间中多个目标点的方法,并用大量实验验证了该方法的可行性,使测量大物体面型的测量更方便、快捷,同时也能够提高三维面型的测量精度.     

基于视觉映射的三维相机信息可视化改善方法

针对TOF相机三维信息可视化中的突变、拉伸、毛刺等的问题,提出了一种基于仿人视觉映射的TOF相机三维数据信息可视化效果改善处理方法.方法首先研究分析了TOF三维相机和人类视觉系统感知原理,探寻突变、拉伸和毛刺现象的原因.在此基础上,提出了将TOF三维信息的锥形区域显示映射为人类视觉系统平行光模式的视觉映射模型,通过该映射处理达到逼近人类视觉的效果.该算法对多个不同场景进行了实验验证分析,结果表明该方法有效解决了三维显示中的变形和异常问题,有效改善了三维视觉可视化效果,并保持了三维目标的良好空间连续性.     

基于双目立体视觉的目标测距系统

双目立体视觉能够在多种条件下感知三维场景的立体信息,基于双目立体视觉的测距以其特有的优势在测距中扮演着越来越重要的角色.研究了双目测距的原理、摄像机的标定、立体校正、立体匹配等关键技术,在此基础上提出了用MATLAB和OpenCV相结合的方法实现双目立体视觉的测距.使用MATLAB进行相机的标定,然后借助OpenCV实现立体校正和立体匹配.通过立体匹配得出的视差值,可以求解出目标和相机之间的距离实现测距.通过实验的结果表明,提出的双目测距方法在一定范围内达到了精度要求.     

基于坐标测量机的双目视觉测距误差分析

本文针对基于坐标测量机的双目视觉方法的测距误差进行了详细的分析 ,误差来源分为 :1 摄像机坐标系与坐标测量机坐标系不正交引起的测距误差 ;2 坐标测量机的机构误差引起的测距误差 ;3 摄像机CCD像面上像元的量化误差引起的测距误差。本文对以上三种误差因素进行讨论 ,给出了相应的误差公式 ,可在实际测量中进一步提高双目视觉方法的测距精度     

改进稠密双目匹配算法在输电线路基础三维重建的应用研究

三维扫描技术具有准确性强、精度高等优势,在工件尺寸测量、体积测量等方面得到了初步的应用。然而,针对输电线路基础这类大尺寸、低纹理特征的对象,其获得的三维点云较为稀疏,匹配精度还存在一定问题,测量精度无法达到特高压电网建设的要求,应用还存在一定难度。为了解决上述问题,论文建立双目摄像系统的数学模型,通过改进的Census变换和高斯加权操作提高图像匹配代价计算的精度,结合基于纹理信息的图像边缘保留滤波方法,计算得到目标表面的稠密点云,实现了三维表面重建。通过对220千伏电网基建工程进行三维测量实验,实验结果表明论文提出的三维测量方法和系统,测量误差低于1mm,满足输电线路工程基础质量设计和验收规范要求,能够广泛应用于电网基建工程基础验收等环节,提高验收精确度。     

基于虚拟双目视觉的电器电磁机构三维动态测试研究

对电器电磁机构进行准确的动态测试是电器优化设计的基础。由于电器电磁机构动态过程的复杂性及受研究方法、测试技术和条件的限制,过去对电器电磁机构动态特性的测试是二维的,而三维图像具有空间真实感,能够更全面、真实地反映电磁机构的动作过程,因此有必要对电磁机构进行三维动态测试。利用两面成一定角度的平面镜与1台高速摄像机相结合组成虚拟双目视觉测试系统,提出利用光学非接触式三维测试方法对电器电磁机构进行三维动态特性测试。采用虚拟双目视觉的原理,标定了高速摄像机的内部参数和外部参数,利用三维重建描绘出了磁保持继电器衔铁的三维动态特性曲线,通过3D测试验证了方法的可行性。提出的基于Image-Pro Plus图像处理的特征点检测和提取方法,极大地简化了立体匹配的约束条件和算法难度。     

基于主动编码光源的单摄像机立体测量方法

基于一台摄像机、一台投影仪构成光学测量系统,提出一种非特定位姿下的主动编码光源非接触立体测量方法。利用一张混合标定板分别标定测量系统中的摄像机与投影仪,建立二维图像坐标与三维空间坐标之间的映射关系,再主动投影横、纵两组格雷码及其多分频测量条纹形成投影特征点,进而通过反演映射出目标特征的三维空间坐标。本方法避免了单目立体视觉测量中对于测量系统位姿的制约,去除了外部传感测量设备的使用;同时,主动光投影技术也解决了双目立体视觉测量中特征点匹配困难的问题。实验表明,在测量距离1.2~1.6 m范围,测量精度可以达到1.5 mm,能够实现单目摄像机主动编码光的立体测量。     

一种鲁棒的 2D 激光雷达和摄像机最小解标定方法

因为 P3P 问题固有的结构缺陷,二维激光雷达和摄像机的最小解标定方法存在数值稳定性差、精度较差等问题。 针对 上述问题,本文提出了一种鲁棒的最小解标定方法,对 P3P 问题的求解算法和最优解选择误差度量进行改进。 首先,根据 3 个 棋盘格构建的 P3P 问题,利用改进的 RP3P 算法进行求解,提高了解的稳定性。 然后,基于可信度加权观测概率设计了一种的 最优解选择策略,提高了所选解的准确性。 根据实验结果可知,本文的算法在标定结果的精度和有效性上得到明显改善。 仿真 实验中,在不同噪声水平下,相比于 Francisco 方法和 Hu 方法,本文方法的有效解概率提高了 5% ~ 41%和 2% ~ 20%,旋转矩阵 精度提高了 2° ~ 6°和 1. 5° ~ 2°,平移向量精度提高了 180~ 520 mm 和 150~ 180 mm,性能提高明显。     

基于双目视觉监控的输电线路立体空间建模

为了解决输电线路监控中单目视觉缺少深度信息和双目视觉实时性低的问题,提出了一种基于双目视觉检测的优化方案。方案把传统双目视觉检测流程中监控阶段大量的计算量前移至准备阶段,建立输电线路立体空间模型。对该方法进行了详细说明,并利用Matlab对所提方法的可行性与有效性进行了实验验证。实验通过对导线坐标点三维重建、空间函数拟合和平面保护区域计算,建立了立体空间监控数据库。最后利用数据库检索对检测物进行入侵判断,结果识别出被测物所在空间位置属于在监控区域内。因此,所提方法可有效对输电线路空间进行建模与检测。     

基于双目立体视觉的车载发射系统瞄准设计

本文提出一种将双目立体视觉技术应用于车载催泪弹发射系统智能化瞄准的方法。该方法采用了时空结合的处理方式来提取运动目标：在时域内对图像帧进行二次帧差取交集分割出运动区域;在空域上进行直方图分割以缩小运动区域和去除噪声,时空结合并填充运动目标区域,达到了目标与背景较好的分离效果。通过摄像机标定、测距试验、深度计算和误差矫正所得实验数据满足设计要求。