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。     

折反射全景立体成像技术的现状与进展

折反射全景立体成像技术在机器视觉和虚拟现实等领域有着重要的应用。折反射全景立体成像技术是基于折反射全景成像技术对大视场成像,并利用双目视觉原理获取立体信息。文中系统地评述了折反射全景立体成像技术的现状与进展,分析比较了各种技术的优缺点,总结分析了目前折反射全景立体成像技术所存在的主要问题和今后的发展方向。     

全景成像技术的现状和进展

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用。旋转拼接,鱼眼透镜和折反射透镜是实现全景成像技术的主要方法。其中旋转拼接和鱼眼透镜是符合人眼视觉的中心投影法原理,折反射全景成像则是属于环带成像,即柱面映射投影。分析了以上全景成像系统的优缺点,建立了折反射全景成像系统的数学模型。结果表明,折反射系统由于集成化和小型化的特点将会得到更为广泛的应用。     

结合暗场散射与曲率成像的镜面缺陷检测方法

在镜面表面缺陷检测技术中,常用的暗场成像检测法对于波纹类的三维镜面缺陷难以形成对比度,为此提出了一种结合暗场散射法和曲率成像法的综合型镜面表面缺陷检测方法.分别对暗场成像原理和基于条纹反射的曲率成像原理进行了理论分析;构建了结合两种成像模块的综合型镜面缺陷检测的实验装置;对注塑反射镜和抛光玻璃薄片两种样品进行了缺陷成像...     

基于WLAN的挖掘机作业情况视频监控系统的设计与实现

为了让挖掘机能在视觉死角处和在不适宜人工作业的恶劣环境下进行作业,采用了GXV3504视频服务器、H.264视频压缩模块和WLAN无线通信模块的视频监控系统的设计与实现。描述了视频监控系统的工作原理和总体框架结构,监控系统的软、硬件设计和实现,以及监控中心管理服务器系统平台的控制软件的设计。实验结果表明:该系统实现了对挖掘机作业情况的视频监控功能,解决了在恶劣工作环境下施工作业的问题。     

基于成像模拟法的镜面体表面三维测量

针对计算机视觉对表面光滑且连续的镜面体三维外形测量中存在的难题,提出一种基于成像模拟法的测量方法。分析镜面反射的几何光学原理,根据镜面体表面光线反射的特性,使用相机和液晶显示器组成测量装置对镜面物体进行测量。使用平面镜对相机和显示器进行参数标定,并使用时间相移法对显示器上的像素点进行编码,从相机拍摄的镜面物体反射的条纹图像出发,采用光线逆跟踪方法,使用参数曲面反向模拟镜面物体的反光过程,通过调整曲面参数使得模拟的反射光线和显示器交点与实际位置距离误差最小,即可获得镜面体表面的三维数据。通过试验验证了该方法的有效性,具有较高的测量精度。     

适用于管道内形貌检测的3D全景视觉传感器

管道内部缺陷种类繁多、检测困难且自动化程度低,针对这些问题,提出了一种适用于管道形貌检测的3D全景视觉检测方法。首先设计了一种获取管道内部全景颜色纹理信息的全景视觉传感器(ODVS),然后设计了一种能快速并高精度获得管道内壁深度信息的主动式全景视觉传感器(ASODVS),接着将这两种ODVS进行紧凑小型化设计,通过软件将全景3D测量数据与全景颜色纹理数据的快速融合,在对管道内功能性缺陷和结构性缺陷进行全方位自动分析和评估的同时实现管道内部三维建模。实验结果表明,所设计的ASODVS+ODVS能实时获取地下管道内部颜色纹理和几何信息的全景图像,配置在管道机器人上能在狭长管道内边行走、边检测、边识别和边重构。     

控制球形目标成像的全向反射镜面设计方法

针对常规全向反射镜面设计方法对球形目标会产生较大的形变和由于形变带来的区域间颜色互相影响的问题,分析得到了控制球形目标成像所需满足的四个基本要求,进而提出了一种控制球形目标成像的全向反射镜面设计方法.该方法利用具有凸型反射镜面基本性质的双曲线面型作为反射镜面的基本面型;以在单视点约束条件下所确定的目标特征点与成像特征点间的关系为依据,采用遗传算法得到反射镜面的面型参数.将该设计方法得到的反射镜面与水平无畸变反射镜面、锥型反射镜面的效果进行了比较,仿真与实际效果说明了设计方法的有效性.     

折反射全景成像系统分析与设计

针对当前全景成像技术在各个领域应用日益广泛的趋势，对当前全景成像系统技术的研究现状进行了总结归纳，分别就抛物面形、双曲面形、水平场景无畸变反射面进行了分析，比较了各自的优缺点，并在此基础上对基于球面的折反射全景成像系统进行了理论和性能分析，并给出了空间景像立体恢复数学模型。结果表明：基于球面的折反射全景成像系统可较好地实现全景观测，同其他几种折反射面相比，具有场景畸变小、造价低、设计制作简单等优点。     

基于几何成像模型的鱼眼镜头图像校正算法和技术研究

鱼眼镜头是一种具有广视场角的摄像机镜头,广泛应用于大场景视频监控领域,但其成像存在严重的非线性径向畸变,违反人类的视觉习惯,且为测量和模式识别等应用带来了不便.为了实现鱼眼镜头图像的校正,提出了一种基于几何成像模型的鱼眼镜头校正算法和技术,通过研究鱼眼镜头成像模型,根据鱼眼镜头类型采用了相应的几何模型校正图像;以“等距投影”模型为例提出了校正公式和实现方法.最后针对工程应用的实时性要求,提出了基于缓存的快速优化方法以及在保证一定精度的前提下快速实现双线性插值的优化方法.研究结果表明,这种新方法可以高效地完成鱼眼镜头图像校正,比传统方法适用面更广,更易实现.