广角镜头桶形畸变的样条函数修正方法

为了修正广角镜头的桶形畸变,本文提出了一种基于样条函数的修正方法.依据镜头桶形畸变产生的物理机制,本文首先制作了一个同心圆标定模板并用该模板对广角镜头进行标定.然后利用样条函数的光滑性和桶形畸变的径向连续性,采用三次样条函数拟合桶形畸变规律.最后,用该样条函数拟合的桶形畸变规律对同一个视觉系统拍摄的变形图像进行恢复.在实验中,该方法能够对畸变图像进行快速恢复并表现出良好的效果.因此对于固定焦距视觉系统,在不考虑视觉系统具体参数的情况下,新的方法能够快速有效地对广角镜头桶形畸变进行修正.     

基于交比不变性的投影仪镜头畸变参数标定方法

利用了透视投影中的交比不变的性质,针对由CCD和投影仪组成的测量系统,在CCD已经标定的情况下,仅考虑投影仪畸变模型为一阶径向畸变的情况,只需要投影仪投射共线的投影坐标已知的4个点,利用交比不变性,建立一元二次方程就可以标定投影仪镜头的畸变参数.该方法的特点是算法简单,易于实施,需要已知条件较少.     

鱼眼图像畸变校正算法

根据鱼眼镜头成像的特点,选择合适的图像畸变校正算法,标定鱼眼图像的中心和半径,用标定得到的参数进行校正,推出校正模型,方法简单,易于实现,并对鱼眼图的畸变矫正问题提出意见与看法。     

3D测量系统中的高精度摄像机标定算法

本文在分析完整的摄像机镜头畸变模型的基础上,提出了一种新的标定算法.该算法包括三个步骤,首先在不考虑镜头畸变的情况下利用标定块上的中间若干个点,采用线性优化方法求出除畸变系数以外的其他外部参数和主要的内部参数;然后固定上述已求得的参数,利用线性优化方法求解畸变系数;最后对所有内部参数和外部参数进行全局非线性优化.最后对本文的标定算法进行了标定实验,实验结果表明,本文算法的标定精度可以达到0.0367 mm,可以满足高精度三维测量及其他应用的要求.     

摄像机径向畸变校正和内参估计的单图标定方法

提出了一种对摄像机的径向畸变进行校正和内参数估计的单图标定方法.拍摄一幅平面标定模板图像,提出若干条直线,拟合在单参数除法畸变模型下的圆弧参数,从而估计出径向畸变.对径向畸变进行校正后,利用标定模板点与经过校正后的图像点之间的对应关系,估计出单应性矩阵.在假定摄像机主点与畸变中心重合的条件下,线性地计算出摄像机焦距初值.以上述线性方法得到的结果为初值,进行非线性优化,最终得到准确的摄像机参数.超广角鱼眼相机和普通数码相机的实验结果表明,本文提出的算法实现简单、适用性广,结果准确,具有较强的实用性.     

关节式坐标测量机激光测量头参数标定

在三维视觉测量中,标定方法对测量结果的影响是决定性的.本文通过分析、比较各种视觉模型及标定方法,采用考虑镜头畸变因素的三维视觉模型以满足高精度测量系统的需求.由于关节式坐标测量机的激光测量头,使用单摄像机和线结构光来匹配被测物体表面的三维数据,本文设计了一种新型的阶梯形标定块,通过标定块图像和激光条纹图像完成了摄像机的内外参数标定和激光平面参数标定.实验证明,该标定操作过程简单,易于实现自动化,且具有较高的标定精度.     

鱼眼图像的校正算法

基于鱼眼镜头的全方位视觉系统可应用在很多方面,如全视觉监视、机器人导航等。全方位视觉系统的标定和畸变图像的校正是至关重要的两个部分。本文给出标定鱼眼图像中心和半径的方法,它们算法简单,很容易用软件实现,并通过实验说明它们的有效性。然后用标定得到的参数进行校正。鱼眼成像规律常被用在鱼眼镜头设计中。本文推导出校正模型。基于这些校正模型,得出组合校正模型,并通过实例验证了这种组合校正模型的正确性和有效性。     

一种改进的机器人手眼系统标定方法

针对机器人手眼系统标定中空间坐标值参考点获取的困难,提出了一种改进的不需要已知坐标值参考点的机器人手眼系统标定方法.该方法的优点是在摄像机内参数标定中考虑了径向畸变,保证了标定精度.在外参数标定中,根据机器人自身运动特性提出了一种简便求取平移矩阵的方法.     

带切向畸变的模型可视化摄像机标定

根椐Tsai两步标定方法,在Matlab中首先运用直接线性变换法(DLlr)对摄像机参数进行估计,然后以线性参数为初始值,运用非线性优化方法对摄像机参数进行优化.并对摄像机参数标定过程中的畸变模型进行分析,主要分析了透镜的径向和切向畸变分量.最后根据标定的摄像机参数,实现了摄像机畸变模型可视化.     

基于LabVIEW的机器视觉系统的标定

当利用机器视觉系统进行几何量的测量时,得到的结果是以像素为单位的.要得到实际的测量值,必须首先对系统进行标定,标定的精度决定了测量的精度.基于LabVIEW平台的标定方法能克服传统方法对畸变图像标定的局限性,将畸变的图像方便快捷地标定,标定的结果保存为Png文件,可以方便地调用.主要就标定的步骤以及相应的LabVIEW节点的使用方法进行了描述,分析和测试结果与传统的方法进行了比较,说明该方法是可行的.     

振镜式激光扫描误差分析及几何校正算法

针对如何提高振镜式激光扫描的扫描精度,特别是当扫描区域较大时的精度问题,文中展开了对振镜式激光扫描时图形畸变原因的分析,并对每一种误差产生的原因提出了校正补偿的办法.综合各种误差补偿办法,建立了一个基于平面坐标变换几何校正算法原理的图形畸变校正模型.此模型校正算法采用VC 6.0编程,应用于快速成形粉末烧结系统,结合激光扫描边长为300cm正方形时的试验数据和畸变特性,对畸变关系式作了进一步的改进.由于此公式反映的是理想点和畸变点的地址映射关系,所以,当激光扫描时,X方向和Y方向上的扫描数据经过此校正模型后都会动态的发生变化,从而保证激光的扫描精度.     

自动图像校正原理与方法及在火车导轨图像测量中的应用

提出了一种操作简便的隐参数校正方法。通过校正板上特征点的世界坐标和对应的畸变图像中的图像坐标求出两坐标系之间的转换矩阵元素——隐参数,再由隐参数将被测图像还原到世界坐标系中,得到相当于摄像机在与测量平面垂直并且镜头不存在任何畸变的情况下拍摄得到的图像,并进行图像测量。将此方法应用于火车导轨磨耗图像测量中,现场测试的结果表明,图像校正精度可达0.2 mm,测量系统精度达到0.5 mm,符合标准要求。     

车灯模组的照度检测研究

针对在车灯模组的照度检测过程中,车灯模组照度图像采集时由于摄像系统安装位置产生的畸变问题,采用平面模板法,通过畸变校正算法对系统进行畸变校正,减小因图像坐标位置失真造成的测量误差;针对摄像系统像面照度不均匀性对图像灰度值的影响,通过照度均匀度校正实验获取摄像系统的校正系数后,采用基于麦夸特法与通用全局优化算法结合的曲面拟合法对校正系数进行处理,得到像素坐标与校正系数的函数模型,实现图像灰度值的校正。对校正后的摄像系统进行灰度-照度标定,建立灰度-照度关系,提高车灯模组照度检测的精度。实验结果表明:车灯模组照度检测的误差基本控制在10%以内,重复性误差小于1%,具有较高的准确性和可靠性。     

基于视觉模型的C形臂投影图像快速校正方法

针对普通C形臂投影图像失真影响计算机辅助手术的精度和传统校正方法费时的问题,提出了一种基于摄像机视觉模型的方法来快速校正C形臂X射线投影失真图像。该方法通过分析C形臂X射线投影图像失真的来源和类型,把C形臂系统标定和投影失真图像校正融为一体,再利用视觉模型的Tsai法对其进行标定获取畸变参数,然后利用畸变参数对失真图像进行几何校正。实验结果表明,在放射源到探测器的距离为120cm时,最大误差为8.8个像素,放射源到探测器的距离为121cm时,最大误差为9.1个像素。放射源到探测器的距离变化18mm时,标定获得放射源到探测器的距离变化值为18.11mm,相差0.11mm,并且在不同姿态时C形臂投影失真图像校正结果具有稳定性。该方法的优点是减小了建立理想图像带来的误差,而且步骤简单,容易在线使用。     

应用经纬映射的鱼眼图像校正设计方法

为了消除鱼眼镜头带来的形变,该文提出了一种应用经纬映射的鱼眼图像校正设计方法,推导了消除变形的数学依据,总结出一种不需要任何标定数据,快速的纠正等角鱼眼变形的算法。使用经纬映射图像的校正方法,可以把扭曲的半球鱼眼图像投射为普通照片的四方形状,也即通过投射降低图像的扭曲程度,在视觉上基本达到实用要求。     

现场勘察中广角镜头相机快速标定算法及实现

基于摄影资料的图像测距技术已广泛应用于交通事故、考古等不可复原的现场勘察工作中,利用普通相机进行摄影测量也日趋成熟。但是普通相机没有广角镜头相机的取景优势,现场分析也比较局限,因此广角镜头相机逐渐取代普通相机。而广角镜头相机容易产生图像畸变效应。为此,本文基于相机成像原理,通过精确网格模板标定图像,利用相机参数间物理关系计算出相机内参和畸变参数,提出了一种广角镜头相机的快速标定算法,结合拍摄现场图像,精确定位参考模板标志牌在照片中的成像结果,计算出广角镜头相机的外参,建立广角镜头相机摄影测量系统。现场实验应用表明,本算法标定快速、简单、测量精度高,可以应用于交通事故现场勘测。     

The effects of a camera's intrinsic parameters on the determination of a coordinate frame

Abstract

In this paper, two methods, the Individual Calibration Method (ICM) and the Simultaneous Calibration Method (SCM), are used to calibrate a vision system with two cameras. The first approach calibrates a camera individually. For the second approach, two or more sets of camera intrinsic and extrinsic parameters are determined simultaneously such that the position errors for the 3‐D points are minimized. We show, theoretically and experimentally, the following results: (a) the offsets of the image centers do not affect significantly the position and orientation of a coordinate frame with respect to a stereo vision system with two cameras; (b) the lens distortion will not change dramatically the position and orientation of a coordinate frame with respect to a stereo vision system. We also find that (a) there is a difference in the determination of an object's location for the simultaneous and individual calibration methods; (b) the approach of calibrating two cameras simultaneously has the advantage of better accuracy over the method of individual calibration.     

残周期正弦波形总失真度的测量评价

针对残周期正弦信号波形总失真度的评价校准,提出了一种技术方案,包括:直接使用残周期正弦曲线拟合方法进行参数估计和残差估计,然后按照测量系统量程以及动态有效位数进行失真度的修正,最终给出残周期正弦波形曲线的总失真度评价结果。讨论了残周期情况下谐波失真的测量评价问题,获得了残周期波形谐波分析误差较大、谐波失真评价结果远大于总失真度的结论,残周期正弦波形的谐波分析尚无法进行实际应用。在一组超低频振动实验数据的基础上,对残周期和多周期正弦波形总失真度的评价结果进行了比较,验证了本文方法的有效性和可行性。