图像中心点预标定方法研究与应用

在应用视觉测量系统中，视觉传感器即CCD摄像机的标定是必要的步骤。目前大部分标定算法都需要事先给出图像中心点，文中讨论该参数的求取方法。介绍了目前几种常用的图像中心的标定方法，有重点地介绍了各种方法的原理和实现流程，对其实现原理的复杂性、实验仪器的精密性、操作方法的难易度进行了综合比较，最后给出相应的实验结果及其结论。对各种视觉测量系统及摄像机标定精度要求不同的场合，可以根据其实验条件及要求选取最合适的方法进行图像中心点的求取。     

红花花丝二维中心点标定方法研究

为实现红花采摘机器人准确识别红花花丝并进行中心点定位,提出了一种识别红花花丝并标记二维中心点坐标的方法。根据花丝的颜色特征,运用色差法进行对比分析;选用最大类间方差法进行花丝的轮廓提取;根据红花丝团簇状特征提出了一种改进形态学处理方法进行轮廓变换,最后提出一种结合改进质心法和最大内切圆法获取花丝二维中心点坐标的方法,提高其准确度。实验结果表明,该方法可对不同成熟度的花丝图像进行有效识别并提取二维中心点,尤其对开放2~3天的红花,准确率达100%。     

传统相机标定方式的自动标定方法

摄像机标定技术是从二维平面图像中获得三维信息的关键步骤,摄像机的标定精度对保证系统测量精度有着至关重要的作用。提出了一种基于传统相机标定方式的自动标定方法。采用带有区域标记点的改进标定模板获取标定图像序列。利用边缘检测技术,确定特征点检测区域。根据摄像机透视投影模型,对摄相机进行线性标定,再进行非线性修正,得出摄像机各参数。实验结果表明,改进的标定方法具有更快的检测速度,稳定性好,鲁棒性高,使传统相机标定过程实现了自动化。     

一种基于消失点的摄像机标定方法

为了简化摄像机标定,提出了一种基于消失点的摄像机标定方法,该方法仅需根据场景中3组已知的相互正交的平行线就能标定摄像机的内参数.该方法分为两步(1)根据场景中3个正交方向上的消失点计算摄像机的主点位置以及像机的焦距,首先得到摄像机内参数的初步估计;(2)以此估计值作为初值,通过非线性优化来得到摄像机内部参数的精确估计.最后使用模拟图象和真实图象对该方法进行了实验.结果表明,该标定方法是可行的,具有较高的精确度和较强的鲁棒性.     

双目视觉的立体标定方法

为实现双目视觉系统的立体标定,分析了摄像机成像模型,并充分考虑了透镜的径向畸变和切向畸变,提出了一种新的立体标定算法。该算法利用张正友的灵活标定算法,初步求取摄像机的内参数,结合Brown算法并提取图像中角点的子像素级坐标,精确求取摄像机内参数和畸变向量。为方便后续的图像校正,基于前面的单个摄像机标定,通过计算空间中的景物点在左右摄像机成像平面上的位置关系,计算出双目视觉系统中两个摄像机之间的旋转矩阵R和平移向量T,从而实现了立体标定。实验结果表明,该算法能取得较高的精度,可以应用于双目视觉系统。     

基于多视图像的摄像机自标定方法

摄像机标定是三维重建时的必要步骤。传统的标定方法对设备要求高、操作繁琐,而自标定方法虽然简便,但精度不高,会严重影响三维重建的效果。因此,越来越需要一种操作简便并且精度高的自标定方法。采用SIFT特征点匹配算法,根据多视序列图像中对应点间的相互关系,利用光束法平差,提出了一种基于局部-全局混合优化的迭代优化方法。针对图像匹配量大的问题,提出了一种邻域内图像互匹配方法来降低时间代价。实验表明,本文提出的多摄像机自标定方法是一种有效的高精度方法,采用的邻域内图像互匹配技术能很好地降低图像匹配的时间消耗。根据多视图像的对应点间相互关系,充分利用局部-全局优化的思想,通过混合优化的方法得到相机参数,对比现有自标定算法,本文给出的方法有较高的精度和鲁棒性。     

一种图像测量系统的现场标定和畸变校正方法

提出了一种图像测量系统的现场标定和分区线性畸变校正方法,靶标件采用一加工有一个圆孔的工件,以圆心为特征点,标定时,CCD摄像机沿着系统的导轨移动,计算图像中圆心位置并读取导轨光栅尺数值,可以获得多组标定特征点。用中心部分特征点求出标定参数,从而计算出图像中各点的畸变值,进行分区畸变校正。     

基于相机空间点约束的机器人工具标定方法

工具标定就是确定工具坐标系相对于机器人末端坐标系的变换矩阵,但传统的解决方案是通过人工示教点约束的方法,为此提出一种基于视觉相机空间的自动工具标定方法。在末端工具上增加特征点如圆环标志,利用相机建立机器人三维空间与相机二维空间之间的关系,通过自动的三维空间视觉定位,实现对圆环标志的中心点的点约束,视觉定位不需要相机的标定等繁琐过程。基于机器人的正运动学和相机空间点约束完成工具中心点(TCP)求解。重复实验的标定误差小于0.05 mm,实验的绝对定位误差小于0.1 mm,验证了基于相机空间定位的工具标定具有较高的可重复性以及可靠性。     

采用同心圆图像的摄像机标定方法

为研究计算机视觉问题,介绍了一种新的采用同心圆图像进行摄像机内参数标定的算法,在标定中,采用了针孔摄像机模型.与已有的方法不同,算法以3D圆的投影方程为基础,包含了摄像机的内部参数矩阵.根据其在代数上的特殊形式,可以得到关于摄像机内部参数的一个线性方程组,通过创建足够的方程组,可以很容易求得所有的摄像机内部参数.方法是完全线性的算法,无需迭代优化,无需求取虚圆点,仅需要三幅两同心圆的图像即可实现全部摄像机内部参数的标定.最后通过仿真验证了内参数标定算法的准确性和鲁棒性.     

基于对极点的抛物反射折射直线像的拟合方法

在中心反射折射摄像机下,直线的像是一条二次曲线.由于存在遮挡,仅仅有一小段弧在像平面上是可见的,因此通过可见部分正确地拟合直线的像是非常困难的,且文献中现有的方法还没有很好地解决这一问题.除了抛物反射折射直线像需要满足的充要条件外,如果可见弧上图像点的对极点已知,可以大大提高直线像的拟合精度.基于这种想法,提出了一种新的拟合抛物反射折射直线像的方法.首先,推导出了一种新的关于对极点与摄像机主点之间的关系;其次,利用这种关系来拟合抛物反射折射直线的像;最后通过拟合的直线像来估计摄像机的内参数.模拟实验和真实实验均验证了该方法的有效性.     

基于单幅图片的相机完全标定

现有相机标定方法的标定过程比较繁琐,不利于标定相机的广泛使用。为此,从摄像机镜头畸变矫正着手,结合标定板信息及消失点约束,提出一种基于单张图片的相机标定方法。利用非线性迭代得到相机镜头的畸变系数,通过线性求解得出相机的内参,直接计算得到相机的外参,从而实现仅需拍摄单张标定板图片的相机完全标定。实验结果表明,该方法在标定板与视平面夹角小于45°的情况下均能成功标定,并且重投影误差小于0.3像素。     

一种基于相机标定的图像配准方法

图像配准是把同一场景的两幅或者多幅图像在空间上进行配准,它在图像分析领域应用广泛,如医学,遥感图像分析,图像融合,图像检索及目标识别等．匹配困难是图像配准的主要问题,造成匹配困难的原因之一是待匹配图像存在畸变．该问题是由于待配准图像相对于基准图像会产生大面积相同区域或产生平移、旋转、缩放等多种畸变．针对以上各种畸变,本文提出一种解决方案：利用相机标定信息求解畸变情况的平移矩阵、旋转矩阵和缩放比,通过反变换达到矫正图像畸变的效果．然而标定信息常会因为相机位置移动而发生改变．对于此问题,本文则是通过求解多角度下的云台转角来确定相机的标定信息．实验表明：本文提供的方案很好的解决了图像配准阶段的一些畸变问题,使图像配准有较高的精度．     

基于OpenCV的红外与可见光图像实时融合系统

基于OpenCV图像处理库函数,在VS2013平台下开发了一种红外与可见光图像融合系统,该方法克服了红外图像特征点不明显的缺点,通过特殊的摄像机标定技术,完成了红外与可见光摄像机的标定,进而实现了红外与可见光图像的匹配融合.实验证明,该系统能达到较好的融合效果,并能保证融合的实时性.     

一种基于双幅图像的物体3维重建

随着虚拟现实技术的发展,对物体进行快速有效建模逐渐成为了研究热点。基于图像建模技术是一种有效的建模方法,其最大的优点是可以利用图像中的信息直接建立物体的几何模型,并且可以迅速构建出具有“照片级”真实感的3维模型。常规的方法是先求解摄像机内外参数,再求解空间中各点在世界坐标系下的位置。提出了一种基于两幅图像利用灭点性质进行建模的新方法。该方法首先利用灭点属性推导出了相机中心在世界坐标系下的坐标位置的解析表达式,再利用两幅图像之间的空间几何约束关系,从空间约束关系中反算出物体各点的空间位置从而重建出物体几何模型,最后进行纹理映射。在物体重建的过程中只利用到了相机内参数,而跳过了对相机外参数的标定,实验结果表明,该方法简单可靠,可用于实现对拥有规则表面的物体3维重建。     

双目定位在数码相机图像标定中的应用

数码相机定位是计算机图形学中的一个重要课题,在图像处理等方面有着广泛的应用,对数码相机进行合理建模分析,并利用双目视觉原理对图像进行标定,最后例证了此方法的有效性和精确性。     

基于图像融合技术的经络实时三维可视化研究

本研究目的是将三维可视化应用于人体经络.通过磁场跟踪仪Wintracker和多通道经络测试仪共同获得经络的三维坐标.利用OpenCV相关函数实现摄像机标定,计算出坐标变换矩阵M,将世界坐标系下的经络三维坐标变换成图像二维坐标系下的经络坐标,最后利用图像融合技术实时地将经络线绘制于现场人体体表图相应位置上,实现经络穴位的...     

一种基于摄像机模型的畸变图象校正方法

一种基于摄像机模型的畸变图象校正方法王亚东丁明跃彭嘉雄（华中理工大学图象识别与人工智能研究所武汉４３００７４）关键词像机模型,像机定标,畸变图象校正．收稿日期１９９４－１１－１４１引言在图象分析和图象匹配中,为了获得大视场图象,需要使用广角镜头．但是...     

基于单幅透视图像确定相机参数的几何方法

提出一种求解相机内、外参数的几何方法．在不考虑相机镜头变形的前提下，首先根据空间平面上的单个矩形，从该矩形的两灭点透视图中，根据灭点间的几何关系，补出另外一个灭点的坐标；然后根据透视投影的灭点理论，计算出相机的相对位置；若已知矩形边的实际长度，可以恢复出相机在三维空间中的实际位置和矩形顶点的空间坐标；最后根据透视投影关系计算出相机的有效焦距．大量的模拟和真实实验表明，该方法简单、易于操作，具有标定精度高、鲁棒性强的优点．