二轴转台测角法用于线阵相机几何参数标定

目的 目前对线阵相机的几何参数标定方法比较少,而且已有标定方法都需要特殊、高精度要求的设备,为此提出一种基于二轴转台测角法的线阵相机标定方法,通过简单的设备高精度求取线阵相机的内参数和畸变参数。方法 通过简化面阵相机成像模型,建立线阵相机成像模型且推导出参数计算公式,提出测角法标定流程并设计了专门的标定板,利用图像边缘检测得到标定板黑白条纹的边缘点坐标,结合二轴转台的角度信息,代入成像模型中,主要采用最小二乘法和迭代优化算法,求取线阵相机的内参和畸变参数。同时指出了该方法的适用性和标定精度依赖于转台精度、镜头视场角和感光器件分辨率。结果 对3只不同焦距的镜头进行标定实验,分析了内参数和畸变参数迭代优化过程,焦距的标定精度优于5 μm、主点的标定精度优于3 μm,与其他文献中高成本方法进行相比,处于同一数量级。结论 提出一种新的线阵相机几何参数标定方法,该方法利用低成本二轴转台和黑白条纹标定板即可高精度标定出线阵相机几何参数。该方法的适用性依赖转台精度、镜头视场角和感光器件分辨率,对于步长为0.012 9°的转台和分辨率为1 436的线阵相机,最多只能标定焦距为16 mm的镜头,而焦距更长的镜头需要更高精度的转台。     

由灭点进行径向畸变的自动校正

目的镜头畸变影响着3维重建、几何量测等工作的质量。根据图像中的灭点几何约束条件,提出一种根据灭点进行弱径向畸变自动校正方法。方法为避免包含畸变中心参数的非线性模型优化结果的不稳定性,在求解径向畸变系数之后进一步对畸变中心进行优化。首先根据灭点几何约束条件建立关于灭点与径向畸变系数的非线性模型,使用Levenberg-Marquardt(LM)算法估计灭点坐标与径向畸变参数,然后根据质量评价准则对畸变中心和径向畸变系数进一步迭代优化;最后,通过真实图像对该方法的可行性进行分析验证。结果采用不同的数据对径向畸变进行了有效地校正,并采用校正后的数据进行了相机标定,标定结果相对于传统基于非量测校正方法有明显的提高。结论充分利用图像中的灭点属性,提出一种新的镜头径向畸变校正方法。实验结果表明,该方法能够有效地对径向畸变进行校正,并克服了传统基于非量测畸变校正方法的不稳定性。     

2镜头无人机倾斜摄影的三维建模

针对载荷是无人机的一个重要指标参数,而目前市场所使用的倾斜相机存在因载荷太重影响无人机的性能,甚至导致一些型号的无人机无法搭载的问题,提出了2镜头摇摆倾斜相机,较好地平衡了载荷重量和建模效果。该倾斜相机最大的特点在于摇摆,通过镜头的摆动大大提升了2镜头相机的性能,把传统的2个角度的影像变成了6个角度的影像;6个角度的照片获取了非常详细的纹理信息,并且保证了重叠,解决了后期建模纹理缺少的问题。通过工程试验证明,利用2镜头倾斜相机获取的影像所建的三维模型,不论是从几何精度还是视觉效果,都能够满足很多应用需求。2镜头倾斜相机与常规5镜头相机相比,重量轻、结构更简单,获取的角度更多,成本更低,在三维建模应用方面有很大的优势。     

基于几何映射关系的数码相机定位模型的研究

依据相机成像的几何关系,建立了相机定位的针孔模型,给出了理想状态下实物与像之间的映射关系,在此基础上,为了使模型更具实用性和有效性,对模型进行了改进,对稳定性进行了有效的分析。     

基于灭点的径向畸变自动校正方法

镜头畸变影响着三维重建、几何量测等工作的质量。本文根据图像中的灭点几何约束条件,提出一种基于灭点的弱径向畸变自动校正方法。为避免包含畸变中心参数的非线性模型优化结果的不稳定性,本文在求解径向畸变系数之后进一步对畸变中心进行优化。首先根据灭点几何约束条件建立关于灭点与径向畸变系数的非线性模型,使用LM算法估计灭点坐标与径向畸变参数,然后根据质量评价准则对畸变中心和径向畸变系数进一步迭代优化;最后,通过真实图像对该方法的可行性进行分析验证。本文充分利用图像中的灭点属性,提出一种新的镜头径向畸变校正方法。实验结果表明,该方法能够有效的对径向畸变进行校正,并克服了传统校正方法的不稳定性。     

鱼眼镜头的标定和畸变校正研究

为在使用鱼眼镜头得到大视野图像的同时得到正常的视觉效果,研究鱼眼镜头的成像模型及内外参数的标定过程.相比常用的标定算法,采用基于镜头模型的标定方法;针对Davide Scaramuzza提出的全方位相机标定工具箱,指出其不足之处,对角点坐标的精度、标定系数矩阵稳定性和角点范围随意性三方面进行优化和提高;根据标定结果对鱼眼畸变图像进行畸变校正,得到正常视觉的平面图.实验结果表明,优化后的方法实现简单、鲁棒性强、结果准确.     

兼容四种卡口的移轴镜头

威摄（Walimex）T-S 24mm F3.5 ED pro 24/3.5移轴镜头（约5800元）威摄不仅为摄影师提供了一款价格合理的移轴镜头,且使用索尼和宾得相机的摄影师都可以使用这支镜头。威摄凭借其不到6000元的价格使佳能和尼康的厂商至少在这一特种镜头的广角领域感受到了强大的威胁。移轴镜头的原理是通过透镜组的移动,可以在单反相机上控制焦平面。于是,数码单反相机似乎变成了单轨相机——我们可以平衡视觉交汇点或者在产品拍摄时避免近距拍摄造成的畸变,通过倾斜光轴,相机甚至可以让拍出的建筑物看起来像模型。     

多光谱成像仪几何定标系统设计与实现

针对目前常用的面阵多光谱成像仪,设计并实现了相机几何定标数据处理软件。深入研究了相机几何定标的原理与方法,通过对方法的改进对系统进行了优化,使数据处理的过程更便捷。使用自主研制的多光谱CCD相机采集的实验数据,采用该软件进行处理。通过实验结果精度分析和多次实验数据的处理,验证了该系统的可靠性和稳定性。     

SLR数字相机的镜头

SLR数字相机仍然使用为35毫米胶片相机设计的镜头,但是CCD的面积要比35毫米胶片小,拍摄时只能把镜头成像范围的中央部分捕捉为数字影像,视觉效果上就是镜头的视角变小了。如果某台SLR数字相机使用50毫米焦距的视角与35毫米SLR相机使用80毫米镜头得到的视角相同,我们就可以说这台相机焦距变化为1.6     

等几何分析细化收敛性研究

传统有限元分析软件中,CAE模型和CAD模型的数据不一致会造成计算结果的误差,为避免模型转换造成的分析误差提出等几何分析算法。等几何分析算法基于设计和分析统一模型,实现模型从几何设计到力学仿真的无缝集成。采用NURBS曲线分片方法建立几何模型并实现体参数化表达,使用二分K细化方法对CAD模型处理后,用等几何分析算法进行力学分析。等几何分析算法的计算结果与有限元分析软件结果对比,模型不需要转换和离散且保证了模型边界的光滑,更少的模型数据可以得到精确的结果,同时通过相同节点数和单元数的模型分析,等几何分析计算结果收敛更快。     

基于遗传算法的基元识别应用

基于遗传算法能提高图像处理的速度和准确率,在吸取前人实践经验的基础上,对遗传算法在基元识别和提取中的应用策略进行了研究,并得到了满意的结果.因此在简单分析遗传算法基础之上,设计了利用该算法进行基元识别和提取的模型,同时结合利用Visual C 数字图像处理的理论基础和应用框架搭建了一个能够进行完整的基元识别和提取的应用程序.最后通过图示展示了通过VC 实现了基于遗传算法的基元识别的部分仿真结果.     

应用前馈神经网络的大柔性机翼阵风响应分析

大柔性飞行器因结构重量低、柔性大使得机翼等部件在受载时产生较大的弹性变形,呈现显著的几何非线性效应,因此准确的结构大变形建模方法对于几何非线性气动弹性分析至关重要,而神经网络对非线性系统具有强大的拟合能力,可通过将神经网络应用于非线性结构建模,构造适用于结构大变形的前馈神经网络预测模型,在样本特征和数据结构相对较优的条件下结合曲面涡格法,搭建非线性气动弹性分析框架,对某机翼模型进行阵风响应计算;结果表明神经网络模型能准确预测大柔性机翼结构大变形,应用到气动弹性分析后能进行准确的阵风响应计算,验证了将神经网络应用到结构大变形预测的可行性,为以后机器学习技术与气动弹性分析结合的研究提供思路和方法。     

基于超越几何规划的热轧操作优化问题

针对钢铁热轧生产操作优化问题,建立热轧操作优化模型.该模型的难点是,模型具有高度非线性的特征,难以获得最优解.考虑模型数学表达式的结构特点,将操作优化模型等价转化为超越几何规划模型,由于获得的模型存在对数项,无法直接有效求解,利用模型的结构特点,通过数学变换和理论分析,转化为凸规划模型,从而利用凸规划软件获得最优解,为操作优化问题获得全局最优解提供一种新方法.     

几何矩在行为分析中的应用

几何矩表征图像的几何特征,一般几何形状分区域和边界两种,因此几何矩分为区域矩和轮廓矩。7Hu不变矩具有平移、尺度和旋转不变性。论文以二维图像上单个人的走、横跳和跑为例,通过寻找当前帧目标的外层最大轮廓,计算对应子区域的一阶轮廓矩来获取人体质心、计算目标整体的运动速度和方向、绘制质心轨迹来作初步的行为分析。之后通过寻找外层最大轮廓点到质心欧式距离的局部极值点来寻找变化频繁的手脚和头,构建人体模型序列图,作进一步的行为分析。     

A survey of constraint satisfaction techniques for geometric modeling

In geometric modeling, a model is built by specifying relations between geometric entities, which are to be maintained by the modeling system. Many relations can be specified declaratively as geometric constraints on these entities. Constraint satisfaction techniques are used for validation of the geometric model. This article presents an overview of general constraint satisfaction techniques, both for finite domain and infinite domain constraint satisfaction problems. Specific satisfaction techniques for geometric constraints get special attention. Furthermore, the article presents concepts from constraint programming, concerning the integration of constraint specification and programming languages.     

柔性三坐标测量臂几何误差修正

柔性三坐标测量臂用于大尺寸工件的高精度检测及逆向工程,是现代制造业产品精度检测的重要设备。如何做好和完善测量臂误差的分析、检测和补偿,成为提高测量臂测量精度的重要问题。提出了用高精度正交三坐标测量机校准柔性三坐标测量臂关节误差的新方法。通过分析测量臂某一关节的所有几何误差,建立其数学模型;利用正交三坐标测量机和测量臂分别对30个标准球(均匀分布在一个圆上)进行点位测量,测出球心的标称值和实测值,建立了该关节几何误差补偿模型;对工件进行点位测量并进行误差补偿。实验结果表明,通过该误差补偿方法,其最大测量误差从0.04 mm降到了0.003mm,提高了柔性三坐标测量臂的测量精度,同时验证了该误差补偿方法的正确性和有效性。     

Quantum image encryption based on restricted geometric and color transformations

A novel encryption scheme for quantum images based on restricted geometric and color transformations is proposed. The new strategy comprises efficient permutation and diffusion properties for quantum image encryption. The core idea of the permutation stage is to scramble the codes of the pixel positions through restricted geometric transformations. Then, a new quantum diffusion operation is implemented on the permutated quantum image based on restricted color transformations. The encryption keys of the two stages are generated by two sensitive chaotic maps, which can ensure the security of the scheme. The final step, measurement, is built by the probabilistic model. Experiments conducted on statistical analysis demonstrate that significant improvements in the results are in favor of the proposed approach.     

起重机轮轨接触分析的参数化建模方法及其应用

为准确快速地对起重机钢制车轮踏面与轨道接触应力的分布状况进行有限元分析,运用ANSYS APDL参数化建模,建立常见的起重机车轮与轨道接触分析的数值模型。该模型通过输入必要的车轮几何参数、网格划分参数和载荷参数即可自行完成实体建模、网格划分、载荷施加和求解。实例应用结果证明整合几何参数化和网格划分参数化的建模方法可大大提高起重机轮轨接触分析效率。     

An object-oriented approach to the solid modeling of empirical data

An object-oriented approach to the construction, manipulation, and display of complex geometric models of oil reservoirs is described. The authors have extended the traditional constructive solid geometry modeling techniques to accommodate the requirements for reservoir models. Both the user interface and the model building are implemented in Strobe, an object-oriented extension to Interlisp. The geometric model is specified through a CSG-graph editor built using an object-oriented toolkit for graphical interfaces. This editor proves to be an invaluable tool with which to build, maintain and manipulate large, complicated geometric models     

不同地铁车轮结构几何参数下踏面制动热负荷分析

针对频繁踏面制动产生的热负荷易导致地铁车轮损伤失效的问题,从制动热负荷分析的角度研究车轮设计.采用有限元法建立地铁车轮的踏面制动热负荷分析的数值模型,分析闸瓦宽度、轮辋厚度和辐板形式等结构参数对车轮的三维瞬态温度场及热应力场的影响,提出基于较小制动热负荷的车轮结构几何参数设计建议.