一种新的基于灭点的相机标定方法

对基于单像的灭点相机定标的理论进行了详细的阐述，并在此基础上提出了一种新的基于多方位、多像的灭点标定方法。这种方法克服了原有理论的缺陷，可对相机的内外方位元素以及畸变差联合求解，使标定结果更加精确、稳定。     

一种新的基于灭点的相机标定方法

对基于单像的灭点相机定标的理论进行了详细的阐述,并在此基础上提出了一种新的基于多方位、多像的灭点标定方法.这种方法克服了原有理论的缺陷,可对相机的内外方位元素以及畸变差联合求解,使标定结果更加精确、稳定.     

一种基于多灭点标定数码相机内外参数的方法

提高相机定标精度,简化定标过程,是计算机视觉研究的重要内容.利用包含至少4组平行线和两个定标点的模板,对模板一次拍照即可标定相机内外参数.先利用Hough变换,检测出模板图像中的各直线,确定对应的灭点;再把灭点坐标及已知的各组平行线的方向向量代入隐参数矩阵计算方程,得到相机的隐参数矩阵;最后对隐参数矩阵进行分解,依次得到相机的内部参数矩阵和旋转矩阵,然后利用模板中两个已知空间坐标的定标点计算相机的位移矩阵.该方法的求解过程仅涉及到线性方程组的求解,定标精度高、稳定性好,与基于主灭点的定标法相比,不需要相机做任何运动,定标过程简单,具有一定的理论意义和实用价值.     

基于Matlab与Opencv的相机定标研究

相机定标是计算机三维重建不可或缺的步骤,相机定标的精度和可靠性直接影响计算机视觉系统的三维定位精度.Opencv和matlab的camera calibration toolbox都是目前成熟实用的相机定标工具,两者的定标原理相同;但是在实际应用中,定标环境对两者的定标精度影响是不同的.在相机定标理论的基础上,分别采用这两种方法进行相机定标,给出定标的详细步骤和定标结果.通过实验,得出两种定标方法较好的定标环境.     

基于光学相机的光流-相机定标融合定位算法

为了解决光流算法在相机大转角情况下定位误差过大和相机定标定位算法在LED数量不足的情况下无法定位的问题,提出将相机定标定位算法和光流算法进行卡尔曼滤波融合的光流-相机定标融合定位算法。首先,采用相机定标定位算法进行室内定位;其次,引入光流算法补偿相机定标定位算法的计算结果;最后,采用卡尔曼滤波融合2种算法的定位结果。搭建实验平台验证所提算法的定位性能。实验结果表明,所提算法能够解决相机定标定位算法在LED数量不足的情况下无法定位的问题,同时能够克服光流算法在相机大转角情况下定位误差过大的问题,将相机在大转角运动情况下平均定位误差从6.86 cm降低至1.02 cm。     

一种基于参考平面的直线距离测量方法

根据射影几何中的灭点原理提出了一种基于参考平面的直线距离测量方法。在已知标定相机内部参数的前提下,利用放置在参考平面（如地平面）上,已知尺寸的平面矩形作为标定物,建立相机与参考平面间的空间关系。在相机位置和焦距不变的情况下,拍摄一张数字图像,可以利用基于参考平面的直线距离测量方法计算参考平面中任意两个特征点间的直线距离。提出的测量原理和方法具有定标物和测量步骤简单、测量精度高的特点,在工程测量领域具有广泛的应用价值。     

一种快速角点提取的相机标定方法研究

针对已有相机标定工具效率低下和标定精度受人为因素影响较大的问题,结合张正友的经典标定算法,提出一种基于图像形态学处理和最小凸包理论的角点自动识别标定方法。室内外的实验结果表明,该方法操作便捷高效,且在较为复杂的光照和背景条件下,也具有很好的标定精度和可靠性。     

相机快速立体定标方法

相机定标是计算机视觉中极为重要的环节,定标的准确性和实时性直接影响其工业应用。为了实现快速、高精度的相机定标,对相机的成像模型及模型参数求解进行了研究,发现相机成像平面中心附近区域的畸变基本可以忽略。针对这一发现,提出一种简易、快速的相机立体定标方法。首先以成像平面中心附近的点作为特征点,用来求解相机的内外参数,再将求得的内外参数作为已知带入畸变模型,以剩余点的三维坐标及像素坐标作为输入,用多元线性回归最小二乘法对畸变参数进行最优化拟合。实验表明,该方法的定标精度高,其平均像素误差可达到10-2量级,同时算法运算时间明显缩短,能更好地满足实际工业应用的需求。     

光学测绘卫星星地相机夹角在轨实时定标方法

由于光学测绘卫星无地面控制点定位精度受星地相机夹角在轨变化的直接影响,因此针对现有星地相机姿态稳定度不高、星地相机夹角定标时间周期长的实际应用问题,提出了一种基于光学自准直原理的星地相机夹角星上实时定标方法。首先在相机载荷系统内部加装准直光源、光斑成像面阵等器件;然后通过光斑影像位置的变化求解出单个相机的主光轴变化;最后求解星地相机间夹角的变化。仿真实验表明,俯仰和横滚方向可获得0.1角秒量级的星地相机夹角定标精度。该方法无须地面定标场,不受外界因素影响,可以实现星地相机夹角的星上实时自主定标,具有良好的可行性和实用价值。     

一种综合景物垂直性约束的自定标算法

考虑到建筑物中普遍存在的平面正交性，将其作为相机自定标的新约束，该约束条件和以往基于相机的约束条件相结合可以使得所求解的绝对二次曲面的欧式特性得到满足，所重建的三维景物更符合实际。该方法的有效性在仿真数据和真实图像实验中得到验证。     

椭圆拟合的圆环模板摄像机标定

结合平面模板和一维标定物摄像机标定方法的优点,提出了一种新的基于椭圆拟合的圆环模板摄像机标定方法．该方法设计了一种新的圆环模板,只需要3副模板图像即可标定摄像机; 通过引入椭圆拟合精确定位圆环模板特征点,利用非线性优化进一步提高了摄像机的标定精度．仿真实验结果表明,该方法精确度高、鲁棒性强,通过在真实图像上的实验,验证了该算法的性能．     

基于双一维靶标的摄像机标定方法

针对大视场摄像机的标定,提出一种基于双一维靶标的摄像机标定方法。两个一维靶标任意放置在摄像机视场内,摄像机从多角度拍摄靶标图像;利用一维靶标特征点共线的特性进行图像畸变校正;计算两个一维靶标所在空间直线在图像中的消影点,得到在空间中的夹角关于摄像机内参数矩阵的表达式,利用其所成角度恒定这一约束求解摄像机内部参数;采用非线性优化方法,求解摄像机内、外参数在最大似然准则下的最优解。仿真试验结果表明,当噪声水平小于0.5 pixel时,摄像机内部参数的相对误差均小于0.3%。实物试验结果表明,视场范围为1 200 mm×800 mm时,该方法的标定精度优于0.1 mm。     

基于投影特征点的多摄像机标定方法

针对标定物存在的自遮挡问题,提出了一种应用于多摄像机的利用投影特征点进行标定的方法。在投影平面幕中投影标定图案,统一投影平面坐标系与世界坐标系。特征提取后,分别对每个摄像机标定,根据立体视觉特性求取摄像机间的相对位姿关系,并计算重投影误差。该方法对标定物自遮挡有一定的鲁棒性,同时有效地降低了计算量。     

基于虚拟靶标的摄像机标定

针对视觉测量中的摄像机标定问题,提出利用高精度三坐标测量机构建虚拟立体靶标的方法进行摄像机标定,并将Zernike矩亚像素边缘提取方法与改进后的最小二乘拟合算法相结合完成靶点中心定位。实验表明,该方法提高了靶点中心定位速度以及定位精度,所提出的靶点中心定位方法的定位精度可达到亚像素级,标定结果准确。     

基于单CCD尺寸检测的摄像机标定方法

为提高机械零件尺寸检测的精度,针对Tsai两步标定法中初始参数不精确的问题,提出了基于直线投影约束的三步标定方法.该方法首先利用直线投影约束条件求解出图像中心点和畸变参数的初始值,然后结合径向排列约束条件求解超定方程组得出全部外部参数和余下内部参数值,最后对全局参数进行非线性优化.为验证提出方法的效果,通过建立基于图像模板的世界坐标系实现,即首先利用图像像素坐标求取摄像机坐标,再将摄像机坐标进行归一化,利用外参数矩阵就可以求解出图像点的世界坐标.结果表明,该方法可以有效提高摄像机标定的精度,像素误差可达0.126 5像素点,单目视觉尺寸检测中任意两点距离误差小于0.41%.     

基于灭点理论的普通数码相机标定方法

非量测摄影机要应用于较高精度的物体测量,就必须对摄影机进行检校(标定)。而对于较高分辨率的普通数码相机的标定任务是测定内方位元素及物镜畸变系数。因此,在摄影测量的作业过程中,有必要对近景摄影机进行检校,对数码相机的标定是一项必不可少的作业过程。本文针对这一问题,提出了基于灭点理论的普通数码相机标定方法。根据所摄得的影像,运用该标定方法进行实验,测得数码相机的内方位元素及物镜畸变系数。实验结果表明,数码相机的内方位元素及物镜畸变系数的精度均已达到设计的要求,满足近景摄影测量对普通数码相机的要求,故被标定的相机可用于近景摄影测量。     

基于图像畸变矫正的摄像机标定方法

本文提出了一种新的摄像机标定方法,首先对含有畸变的二维图像进行矫正,再应用矫正后的图像对摄像机进行线性模型标定。给出了标定方法的理论依据和求解过程,并将其与线性标定方法和两步法进行了对比实验。实验结果表明:该方法无需预标定过程,即可迅速、方便地对摄像机进行标定,并且具有较好的精度。     

双目视觉立体标定方法的改进

为了提高双目立体视觉系统中立体标定的精度,提出了一种利用正方形标定域中相互正交方向的消失点进行立体标定的新方法.首先摄像机从不同的方向拍摄平面标定板,在图像平面上确定一个正方形投影区域,再根据射影几何模型中的交比性质,计算出正方形中相互正交方向上的两对消失点;然后利用消失点与光心连线的射影几何性质,线性求解摄像机的全部内外参数;最后利用全局优化方法进行参数的优化.这一方法继承了张正友标定方法畸变模型的使用,实验利用MATLAB通过左右摄像机拍摄的两组图像对方法进行验证,实验结果表明,该方法的立体标定精度较高,且旋转矩阵R和平移向量T均符合实际要求;由于实验中正方形投影区域的大小及具体的位置关系是随机的,使其具有较好的实用性.