基于PSO和LSSVM回归的摄像机标定

针对摄像机非线性显式标定时很难精确地建立其复杂的数学模型,本文提出了基于粒子群优化算法(PSO)和最小二乘支持向量机(LSSVM)回归的摄像机非线性隐式标定方法.该方法采用最小二乘回归机精确逼近图像坐标与世界坐标之间复杂的非线性成像关系;利用PSO算法搜索LSSVM回归模型的最优参数,提高LSSVM回归的收敛速度和泛化能力.通过运用标准BP神经网络、遗传算法、LSSVM及粒子群优化的LSSVM回归方法对圆阵列图案标定模板进行标定,实验结果表明:基于PSO和LSSVM回归的标定方法具有标定精度高、收敛速度快、泛化能力强等优点.     

显微测量系统外参数标定的研究

在介绍了Tsai氏标定方法的基础上提出了一种应用于显微测量系统的标定方法。该方法不需要标定出摄像机的绝对坐标，而是通过实验的方法测量出两摄像机系统之间的角度关系，得到其旋转矩阵，进而标定出整个系统的外参数。在显微测量应用中，这种新的标定技术比传统的Tsai氏标定法计算量更小，实用性更强，并能保证较高的标定精度。     

基于相位测量的摄像机标定方法

提出一种新的摄像机标定方法,该方法基于2D共面参照物摄像机标定方法和相移技术.首先由摄像机记录已知相位分布的平面,通过相移计算出相位分布.对任意标定平面,两个正交相位分布与平面坐标的对应关系已知,由此可以建立像素坐标与2D平面坐标的一一对应关系.将该已知相位分布的平面在空间中放置不同的位置,分别完成上述测量,即可根据2D共面参照物摄像机标定方法完成摄像机的高精度标定.该方法避开了复杂的标定特征点提取,大大增加了2D标定数据量,提高了标定精度.实验和计算机模拟表明,该方法简单、可靠和精度高.     

基于双目立体视觉偏折术的标定

相位测量偏折术(PMD)是近几年在光学测量领域内普遍使用的一种非接触式的高精度测量方法,而系统几何标定是相位测量偏折术获得高精度测量的先决条件。由于LCD显示屏位于摄像机的视野之外,增加了标定的困难,本文提出的基于双目立体视觉的相位测量偏折测量系统,通过姿态转换几何标定方法进行系统标定,标定左右两个摄像机与LCD显示器之间的相对位置关系,并通过实验验证了该标定方法的可行性和准确性。     

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.     

基于两步法的摄像机标定算法

摄像机标定是机器视觉中的一个重要问题.精确的摄像机标定在涉及定量测量的应用中是非常重要的.摄像机标定的目的是得到摄像机的内部参数和外部参数.通过这些参数我们能够将一个点的三维位置与它的图像平面的坐标相匹配.本文提出了一种基于两步法的摄像机标定方法.第一步,使用基于无畸变的相机模型估计标定参数;第二步,在考虑相机畸变的情况下,对第一步中得到的标定参数通过非线性优化进行迭代优化,并求解畸变系数,包括径向畸变系数和切向畸变系数.用单幅图像即可完成标定,标定过程比两步法更为简洁.实验结果表明,这种算法是简单而有效的.     

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.     

双目视觉摄像机神经网络标定方法

摄像机标定是精密视觉测量的基础。为了描述双目视觉中三维空间物点坐标和两个摄像机像面像点坐标间的非线性关系,传统的标定方法需要建立复杂的数学模型。而神经网络可以有效地处理非线性映射问题,笔者介绍了一种BP(ErrorBackPropagation)神经网络,并且为了提高网络的学习能力引入了动态因子。用相同的参考数据,将神经网络标定方法与线性标定方法比较,实验结果表明基于神经网络的双目视觉标定方法能获得较高的标定精度。     

傅里叶变换轮廓术中三维坐标同时校准方法

在相位测量型光学三维面形测量中,最终都要将相位信息转换成被测物体的高度分布信息,这个过程往往是通过对已知世界空间坐标的特征点事先标定,获得测量系统的内外特征参数后,完成被测物体的三维坐标转换.因此,标定是三维面形测量的关键环节.本文基于双向二次相位-高度映射方法和摄像机针孔模型线性无畸变标定技术,充分利用傅里叶变换的频谱方向特性,提出了对含有特征点的二维标定物表面变形条纹的频谱进行方向滤波操作,同时获取测量系统XYZ三个方向上的标定数据,对测量系统进行立体校准的系统标定方法.结合旋转风扇叶片形变的测量系统,给出了该方法的标定结果:在XY面内(230mm×230mm)的标准偏差小于0.27mm;在Z方向上小于0.022mm,位移测量灵敏度优于0.05mm.该方法为测量系统的实用化奠定了基础.     

图像测速法的摄像机标定技术

针对漂浮在空气中或者液体中的粒子的速度测量,提出了一种基于双目视觉的测量方法。采用两个光轴相互垂直的CCD摄像机,分布在测量腔体的左右两侧。结合系统的几何结构特点,两个CCD摄像机分别标定,将标定模型方程转化为多项式形式,利用最小二乘原则获取平面模型标定参数,然后再利用公垂线距离最短原则实现三维坐标测量。实验给出了三维坐标的偏差分布图,证明这是一种实用有效快速的标定方法。     

一种面结构光投影仪的标定方法

目的 研究并提出一种简单的面结构光投影仪的标定方法,结合试验搭建的测量平台,实现对饮料瓶、易拉罐、瓶盖等形状规则的包装件以及轮廓复杂人脸的准确测量。方法 首先借助二维灰度棋盘格标定板并采用张正友法标定好摄像机,再向标定板投影设定好的黑白棋盘格图案,然后结合图像阈值分割和形态学操作方法获取相机捕获投影图案的特征点坐标,最后使用标定好的摄像机参数来标定投影仪。结果 文中提出的标定方式相对操作简单、成本低,且在x和y方向的重投影误差基本都小于1个像素。结论 测量实验结果表明,文中标定方法能保证对人脸模型较理想的测量精度,有较好的应用范围。     

Linear variable optical filter-based ultraviolet microspectrometer

An IC-compatible linear variable optical filter (LVOF) for application in the UV spectral range between 310 and 400 nm has been fabricated using resist reflow and an optimized dry-etching. The LVOF is mounted on the top of a commercially available CMOS camera to result in a UV microspectrometer. A special calibration technique has been employed that is based on an initial spectral measurement on a xenon lamp. The image recorded on the camera during calibration is used in a signal processing algorithm to reconstruct the spectrum of the mercury lamp and the calibration data is subsequently used in UV spectral measurements. Experiments on a fabricated LVOF-based microspectrometer with this calibration approach implemented reveal a spectral resolution of 0.5 nm.     

一种基于智能优化的摄像机标定方法研究

针对现有包装设备上对摄像机标定中传统优化算法存在的缺点,如对初始值敏感、收敛性差、易陷入局部最优解等,研究了量子粒子群优化算法在摄像机标定中的应用,提出了一种基于智能优化的摄像机标定方法,并给出了具体的步骤。实验结果表明该标定方法可以克服传统算法的不足,具有较高的精度,可以满足计算机视觉在包装工程中的应用。     

亚像元精度摄像测量系统定标方法

在以图像测量技术为核心的检测系统中，摄像机的定标精度是保证测量系统高精度的前提。为此，引入归一化互相关和曲面拟合技术实现高精度定标。该方法利用预先设计的标准图片，对摄像机进行定标。由归一化互相关技术得到像素级的匹配结果，再采用曲面拟合技术实现亚像元级定标．结果表明：此方法可以对行列方向同时进行定标，定标精度可达1／20像元以上。     

Correcting cross-media instrument metamerism for reflectance estimation in multispectral imaging

In multispectral imaging, the color accuracy of spectral reflectance estimation degrades significantly if the medium of test samples is different from that of calibration samples. This occurs mainly for two reasons, i.e., the different characteristics of spectral reflectances and the different measurement principles between an imaging system and a spectrophotometer. In this paper, this problem is referred to as cross-media instrument metamerism. We propose to correct it by using calibration samples from a standard color chart and a limited number of tuning samples with a target medium as a priori knowledge. The reflectance transform is computed by using both calibration and tuning samples, and the metamerism transform is calculated by modeling the correlation of camera responses between neighboring imaging channels. Experimental results show that the proposed method produces satisfactory spectral and colorimetric accuracy in reflectance estimation. The method could be deployed in practical applications when the available samples of certain media are inadequate for accurate reflectance estimation in a multispectral imaging system.     

一种浮空器气囊体积测量装置的现场校准方法探讨

介绍一种浮空器气囊体积测量装置的现场校准方法,通过设定现场校准区域,构建地面控制点的局部三维坐标;在被测对象侧边的6个地面控制点设立测站,用激光全站仪和棱镜组件按照极坐标法观察得到被测对象侧边精密标定杆上所有准校点的局部三维坐标,建立校准参考坐标系,构建完整的现场校准场。测量装置对在校准参考坐标系中的精密标定杆上校准点进行拍摄获得图片,解算得到测量装置的每个相机的外方位元素,得到其位置和姿态,完成校准工作。本文提出的现场校准方法解决了测量装置在任意场景下浮空器囊体体积测量的应用问题和测量装置使用中需要搬动情况下的校准问题。     

改进人工蜂群算法优化的LSSVM在混合气体定量分析中的应用

针对在易燃易爆混合气体定量分析中因交叉敏感易产生测量误差以及最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,LSSVM）参数难以确定的问题,提出一种改进人工蜂群（improved artificial bee colony,IABC）算法优化的最小二乘支持向量机。首先,在标准人工蜂群（artificial bee colony, ABC）算法中引入自适应递减因子以更新步长,并结合轮盘赌和反向轮盘赌改进待工蜂跟随概率公式,从而提高收敛精度;然后,利用改进后的人工蜂群算法对最小二乘支持向量机的惩罚参数C和核参数σ²进行优化;最后,利用优化后的参数重建最小二乘支持向量机定量分析模型,并与利用常用的混合气体定量分析方法——粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法优化的最小二乘支持向量机定量分析模型进行对比。实验结果表明,在交叉敏感状态下,采用改进人工蜂群算法优化的最小二乘支持向量机时的建模总时间和各组分气体浓度测量的平均相对误差均低于采用粒子群算法优化的,有效提高了混合气体的浓度测量精度。研究表明,改进人工蜂群算法优化的最小二乘支持向量机可为混合气体定量分析提供理论支撑,具有一定的工程应用价值。     

Equipment for complex tuning and calibration of instruments for the measurement of the time characteristics of optical pulses

Equipment for complex tuning and calibration of instruments used in the measurement of the time characteristics of optical pulse radiation in the nano- and pico-second range is described. Results of calibration of an optoelectronic camera with scanning rates in the range (1.1–9.6)·10⁶ m/sec are presented.     

双视角三维测量系统同时标定方法

针对现有标定方法在相机无公共视场情况下的局限性,本文提出使用双平面标定板对双相机进行同时标定的方法.通过推导两个相机与两个标定板间的坐标变换,将待标定相机与参考相机的相对位姿关系的求解转换为较为成熟的手眼标定方程求解.通过实验验证:该方法可实现双相机的同时标定,且方法的绝对误差不超过0.089 mm,较为可靠;在双视角...