双目立体视觉的研究现状及进展

双目立体视觉是机器视觉的一个重要分支,通过直接模拟人眼观察和处理景物的方式来进行测量,是一种速度快、精度高、操作简便的非接触式测量方法,在农业、工业及军事等领域均有着广阔的应用前景。为此介绍了双目立体视觉的原理及实现步骤,总结了近年来国内外相关研究现状,并对该技术的发展趋势作了展望。     

立体视觉与空间编码技术相结合的非接触三维曲面测量系统

介绍了立体视觉技术在三维型面非接触测量中的应用。将立体视觉与空间二进制编码技术相结合，针对大型或回转型工件，采用分区域测量拼接技术，得到完整的曲面数模，并开发了测量系统。介绍了系统主要功能，包括系统标定、空间编码、双目配准、空间坐标的反求、三维拼接以及曲面重构，对飞机蒙皮成形模具型面进行了分块测量和拼接试验，结果表明本系统工作可靠、测量精度高，验证了其实用性。     

一种基于双目立体视觉的激光线扫描技术

针对线结构激光扫描系统标定成本高,而双目立体视觉测量中立体匹配难的问题,提出了在双目立体视觉的原理上,结合线结构激光扫描的方法实现对被测物体的三维测量。该方法采用张正友相机标定方法对系统进行立体标定;采用BOUGUET’S法对左右相机图像进行立体校正;运用重心法进行激光中心线的精确提取。在图像校正的基础上,可快速实现激光中心线位置的立体匹配;再结合线扫描原理可完成对物体的扫描工作。最后,使用该系统对具有复杂自由曲面的鞋楦进行测量,结果表明:该方法能快速准确地测量出符合要求的三维数据。     

基于双目立体视觉技术的无人化自动装载机研究

具有双目立体视觉技术的无人化自动装载机不仅具备自动识别作业对象物,自行规划运动轨迹及控制执行单元完成作业任务的能力,还可自行装载,倾倒时无需掉头,来回行走路径简单,大大提高了工作效率、减轻了劳动强度并增加了每次搬运的容量,极大的拓展了装载机的应用领域,具有重要的社会经济效益.     

基于双目立体视觉技术的子母弹抛撒面积测量方法研究

子母弹已成为枪、火箭弹和导弹增强火力的一种军需品,且已几乎广泛装备于所有国家.子母弹的杀伤效果已引起越来越多的关注.子母弹的散射面积是评估其杀伤效果的主要标准.论文提出了一种基于双目立体视觉测量理论的子母弹抛撒面积的测试方法,研究了双目立体摄像机的标定原理.依赖于相邻像素梯度场的匹配算法是通过采集双目相机左和右图像的一对数据点来得到匹配点的空间信息,从而计算出子母弹飞行路径的3D空间位置.论文采用与静爆子母弹抛撒轨迹相似的雨伞进行室内拍摄实验,得到了雨伞对地面的投影面积.仿真实验结果验证了所提出方法的可行性.     

立体视觉和三维激光系统的联合标定方法

双目立体视觉和三维激光扫描是移动机器人环境探测与建模的常见传感测量方法。为实现两个系统的数据融合应用,必须为二者的测量坐标系建立数学关系,即对其进行传感器之间的位姿联合标定。为此提出了一种基于三维特征点距离匹配的联合标定新方法,设计了一种镂空棋盘格作为标定板。使用双目立体相机提取棋盘格角点三维坐标信息,使用激光测距雷达扫描获取镂空区域中心点三维坐标,最终通过最小化两组特征点的理论与实际测量距离的平方差获取两传感器坐标系之间的旋转矩阵和平移向量。进行的联合标定测量实验结果表明了该方法的准确性和可靠性。     

双目立体视觉的羽毛球机器人环境自动感知

为了提高羽毛球机器人的接球成功率,提出基于双目立体视觉的羽毛球机器人环境自动感知方法。分析羽毛球机器人外部结构与内部智能控制系统的组成要素,结合气缸工作过程,利用旋转矩阵变换坐标构建机器人运动学模型;采用棋盘格标定算法获取相机内、外部参数,矫正畸变现象,采用双滤波算法过滤图像噪声;匹配不同视角下图像同一特征点,重构三维环境信息,使用核相关滤波器算法对感知区域做循环位移,构建海量目标分类器,实现环境自动感知。仿真实验证明,所提方法能够获得感知区域更多的目标信息,无论在哪种击球方式下,都能准确感知环境,减少接球定位误差,提升接球成功率。     

排爆机器人双目立体视觉系统设计

双自立体视觉是计算机视觉的一个重要分支,双目立体视觉直接模拟人类双眼处理景物的方式,可靠简便,在许多领域均极具应用价值,例如在机器人视觉系统中的应用.本文基于排爆机器人的应用,详细描述了排爆机器人双目立体视觉系统的设计与实现,由双目立体视觉系统根据目标物的二维图像计算出目标物的三维坐标.实验表明该系统能提高排爆机器人智能性与易操作性,大大提高了机械人的定位精度.     

立体全方位视觉传感器的设计

折反射双曲面型的全方位视觉传感器(ODVS)是一种快速、可靠、具有固定单视点成像特点的全景视觉信息采集设备。本文利用两个相同参数的具有固定单视点的ODVS在同一轴心线面对面的进行合成,设计了一种双目全景立体测量装置。利用两个ODVS的固定单一视点在同一轴心线上设计的特点,简化了成像单元的标定、极线的配准以及特征点匹配等烦琐的步骤。实验结果表明,本文设计的立体全方位视觉传感器能有效解决极线约束难题、快速实现立体图像的特征点匹配、降低立体测量的复杂度。     

大视场双目立体视觉柔性标定

为了实现双目立体视觉系统大范围高精度三维测量,提出了一种大视场双目立体视觉系统柔性标定方法,该方法将系统中各相机内部参数标定与相机间的姿态标定进行分离,标定内部参数时,只需要令标靶相对于相机任意摆放至少三个姿态,对标靶上的编码标志点进行识别,根据标靶上编码标志点信息,建立各姿态下视图的对应关系,粗略计算标志点的初始三维坐标;建立多姿态下逆向投影误差最小的目标函数,采用非线性最小二乘优化获取精确的相机内部参数和标志点三维坐标;最后,建立基于双相机逆向投影误差最小的目标函数,优化得到精确的相机间姿态的外部参数。实验结果表明:当测量空间为1 200mm×1 000mm×1 000mm时,立体视觉系统的测量精度优于0.1mm,满足大范围双目立体视觉系统的高精度测量需求。     

基于OpenGL的双目摄像机的实时3D显示

文章阐述了3D显示的基本原理以及几种主流的3D显示实现方法,并介绍了在Visual C++6.0环境下,如何应用开放图形库——OpenGL实现双目立体视觉摄像机的立体显示。     

Stereo vision for 3D measurement: accuracy analysis, calibration and industrial applications

This paper evaluates the accuracy of different camera calibration and measurement methods used in 3D stereo vision with CCD cameras. These methods are evaluated by means of several precision tests, determining their error limits under specified conditions of operation. To check the precision of such systems, a CMM and some calibration objects, such as grids, plates, spheres, etc. are used. Two practical applications are described: a cost-effective system for the measurement of free-form surfaces, able to generate CAD models and measuring programs for CMMs. The system aims to reduce some difficulties associated with stereo vision and to speed up the traditional digitizing process. The other application involves car frame measurement. A new automatic measuring system has been developed, allowing contactless car frame measurement through two rotating CCD cameras.     

基于随机编码结构光的双目立体三维测量系统

基于双目立体视觉理论建立的三维测量方法具有非接触、大视场、较高精度以及实时性强等优点,因此在工业众多领域得到广泛的应用。立体匹配是实现双目立体测量的关键技术。为了提高匹配精度和鲁棒性,将一种随机编码结构光投射到被测物体表面,使物体表面具有丰富的纹理信息,从而使立体匹配不受自身表面纹理的影响,而且具有较强的抗外界噪音的能力,满足现场测量的要求。该方法仅需拍摄1次,完成一次三维测量仅需十几秒,因此能够应用到动态场景并且实现快速三维测量。     

三维激光视觉系统的研究现状及在汽车工业的应用

三维激光视觉系统是以计算机、信息处理三维图象处理、激光为基础的高新技术、介绍三激光视觉系统的原理、研究现状及在汽车工业界的应用。     

基于正面和侧面照片的三维人脸建模

通过对中性人脸主要特征点的调整得到特定人脸,这是计算机视觉领域最常用的方法.在二维数字图像的基础上,依据立体视觉的相关理论,测定出特征点的深度信息,然后交互地修正中性人脸特征点的位置,最后得到特定人脸的模型.     

基于Stereo RCNN的锚引导3D目标检测算法

针对当前基于锚的双目3D目标检测算法存在的锚点数量选取较多,从而影响在线计算速度的问题,提出了一种基于Stereo RCNN的锚引导3D目标检测算法FGAS RCNN.在第1阶段中,输入左右图像分别生成相应的概率图以生成稀疏锚点及稀疏锚框,再通过将左右锚作为一个整体生成2D预选框.第2阶段的关键点生成网络利用稀疏锚点信...     

基于射影几何的目标点三维坐标值测量

针对机械手抓取的目标物其空间位置难以定位的现状提出如下方法：在由双摄像机采集到的两幅图像中利用模板匹配找到目标物,测定其中心点的图像坐标,将其坐标值代入摄像机的成像模型中进而算出该点的三维坐标值。该方法具有精度高、适用性强的特点。实验结果表明,用该方法确定的目标物位置能够达到机械手抓取所需的精度要求。     

基于径向畸变的数码相机标定及三维重建

文章针对数码相机的特性,在建立摄像机的径向畸变模型的基础上,对数码相机进行了标定,并采用“两步法”求解数码相机的内外参数。同时基于计算机立体视觉理论,根据不同位置拍摄的二维图像的信息,进行了空间三维物体的重建,对比了用线性和非线性两种模型对数码相机进行标定的重建效果。     

基于Cult3D的产品色彩定制方法及其应用

针对目前消费类产品进行网络展示和定制的特点,提出用更加优越的Web3D技术—Cult3D技术解决用户进行产品色彩定制的方法,并对这些方法在应用层面进行拓展。经过实际应用证明,可以有效的解决用户进行网络浏览选择产品时的色彩定制,从而方便用户选择产品,提高企业的竞争力。     

数字全息三维显示关键技术与系统综述

三维全息显示能够表现出与真实物体一样的深度和视差,是一种理想的三维显示方法.但是,三维物体计算全息图计算复杂且计算量巨大,因此,如何快速生成三维物体计算全息图是数字三维全息动态显示中的关键问题之一.本文首先论述了数字全息三维显示的关键技术,包括物点散射法、体视全息法、层析法等三种三维物体计算全息图实现方法,一种RGB分离的真彩色全息显示实现方法和若干提高全息再现像质的方法;然后对几种最新典型的数字三维全息显示系统进行了技术分析;最后总结了数字全息三维显示领域的发展动态,指出三维全息显示技术会朝着实时、动态、更大尺寸、更高分辨率方向发展.