基于交比不变性的相机镜头畸变标定研究

相机的标定对于整个摄影测量系统的精度起着至关重要的作用.主要研究了一种较为有效、易行的标定相机畸变参数的方法.标定物简单且容易获得,相机无须固定,可手持拍摄.利用交比不变的性质,拟合全视场的无畸变的虚拟网格,得到图像点的偏差,从而计算出畸变系数.最后通过比较畸变纠正前后空间点距离的测量,表明此方法可较为明显的修正镜头畸变,且简单易行.     

CCD摄像机镜头薄棱镜畸变的研究

本文以CCD摄像机小孔成像模型为基础建立了薄棱镜畸变的非线性几何畸变模型,通过对影响畸变参数测量精度的各种因素的分析,使用最小二乘法解线性方程组得到摄像机系统畸变模型的畸变系数。通过与径向畸变相对比得出薄棱镜畸变对摄像机标定的影响相对较小,在此基础上提出了提高标定精度的有效方案。     

基于单位视球的鱼眼相机标定方法

针对鱼眼镜头的大范围视场,提出一种新的鱼眼相机标定方法.利用2组相互垂直的平行线来进行鱼眼相机标定.依据相机视场和成像边缘得到内部参数的估计值后,将图像平面上提取的角点反投影到单位视球（viewing sphere）上,2组平行线在单位球面上的2种几何特性提供外部参数估计的解析解.利用角点在图像平面的重投影误差来,得到优化后的所有参数.对3种常见的鱼眼投影模型分别进行关于标定图像数量和噪声水平的仿真实验.从仿真结果来看,在合理的噪声范围内,当用于标定的图像大于5张时,可以得到精度较高的标定结果.利用视场角185°的鱼眼相机来进行标定,并进一步的利用已知结构的立方体模板来验证外参估计方法.与加州理工学院提供的标定工具箱相比较,结果表明该算法不确定度较低,提供更为准确的标定结果.     

四元数在大视场相机标定中的应用

在大视场中,镜头畸变对测量的精度影响较大。为提高相机标定精度,提出一种新的标定方法。该方法以单位四元数表示空间旋转,通过求取重建图中点的坐标值与其在无畸变条件下测得的实验坐标值之间的最小误差来实现。该方法可有效地整合镜头畸变的确切模型且得到无奇点的最小冗余方程组,实验证明该方法提高了标定效率和精度。     

基于Matlab的双目CCD标定

CCD标定作为图像采集处理的前端,直接影响到后继信息的处理.用Matlab软件实现CCD摄像机内外参数的标定,得出旋转矩阵和平移向量,并验证镜头畸变量对数据的影响.通过双目CCD交互式测距验证,测量结果误差小于0.3 mm,满足工业要求.     

CCD摄像机标定与修正的简便方法

利用透镜成像理论建立摄像机数学模型，提出一种新的简单、快速的摄像机参数标定与修正方法，该方法在摄像机模型中全面考虑了镜头的径向畸变和切向畸变，利用图像中心附近点畸变量较小的性质，用中心附近点和全场视点对摄像机内外部参数和像差修正参数进行分离标定，实践证明，该方法能快速、方便地对摄像机系统进行标定和像差修正，具有较好的稳定性和精度。     

基于Matlab的摄像机标定方法研究

摄像机标定的目的是建立三维坐标与二维图像坐标之间的对应关系,由摄像机拍摄的二维图像通过计算和实验得到物体的三维坐标值.基于摄像机的针孔模型,阐述了摄像机的标定原理和引起摄像机畸变的原因,在Windows系统下利用Matlab的摄像机标定工具箱进行了平面标定模板的角点提取和校正并给出了标定摄像机的参数表.实验表明,该标定方法和标定过程标定精度高、易于实现.     

一种简便的双目摄像机标定方法

针对传统摄像机标定方法,在张正友平面模板两步法的基础上,提出了一种简便的双立体摄像机标定方法, 在标定中通过选取图像中心附近的点作为初始预测值,再进行非线性搜索来确定摄像机内外参数由于该方法在摄像机畸变模型中充分考虑了切向畸变的影响,使得标定应用范围更广.实验证明,标定模扳制作简单,标定过程快捷具有较高的精度,完全可以满足双日立体视觉应用的要求.     

基于平面靶分割区间LS-SVM摄像机标定的研究

摄像机标定是视觉系统精确的前提.利用最小二乘支持向量机实现摄像机的标定不需确定摄像机具体的内部参数和外部参数.由于镜头的畸变主要由径向畸变引起,根据摄像机畸变的特点,对畸变区域进行划分,提出一种基于分割区间最小二乘支持向量机的摄像机标定法,对不同的畸变区域进行单独处理.该方法同BP神经网络和基本最小二乘支持向量机标定预测结果对比表明,基于分割区间最小二乘支持向量机的摄像机标定法速度快,实时性好,能有效提高标定精度.     

桶形畸变图像的一种校正方法

通过对广角镜头拍摄的图像所产生的几何畸变的特性进行研究,结合摄像头成像原理,提出一种几何校正方法来消除广角镜头引起的桶形畸变。首先通过对广角摄像头进行标定,获得摄像头的径向畸变系数,然后根据与点到畸变图像中心的半径有关的畸变映射关系完成源图像到目标校正图像的空间坐标映射,最后通过最近邻算法完成孔洞填充得到无畸变的图像,从而实现对桶形畸变图像的校正。实验结果表明,这种校正方法对于采用广角镜头拍摄的含有桶形畸变的图像校正效果良好,并具有较好的实用价值。     

基于鱼眼镜头的全方位视觉系统的设计及实现

在对基于全方位视觉的移动机器人机动目标识别跟踪进行研究的基础上,建立了基于鱼眼镜头的全方位视觉图像的畸变矫正系统.该系统采用基于立方体投影模型来矫正畸变的鱼眼图像,并用基于立方体投影的鱼眼镜头图像畸变校正系统对鱼眼图像进行了畸变校正.实验结果表明采用以上方法能够有效的克服原始的鱼眼图像存在的几何变形,校正后的鱼眼图像符合人的直观感觉,真实感较强.     

MEMS构件三维视觉测量中弱透视视觉空间畸变研究

微分析系统的核心元件——微流控芯片的制造常采用热压法或模塑法,所需的单晶硅阳模则常用湿法刻蚀加工.为了测量硅阳模的三维外型,结合微测量的特点并基于旋转体视测量原理提出一种新的显微测量方法,开发出一种新的旋转体视显微检测系统(Rotational-Stereo based Micro Measurement System,RSMMS).根据旋转体视显微检测成像几何导出RSMMS中弱透视视觉模型,基于微光学视觉系统中的成像畸变探讨在MEMS微制造过程中光学视觉监控的三维空间畸变,分析了三维等畸变面随畸变因子的变化.仿真结果描述了视觉空间畸变的通常规律并为实际畸变的产生和校正提供了理论依据,同时为光学检测或监控过程提供了视觉畸变的理论分析基础.     

一种基于模板匹配的远场畸变校正方法

在激光照射性能监测系统跟踪移动目标采集远场图像过程中,由于受主光轴入射角度、相对位移等因素影响,导致所摄图像会产生一定程度的畸变。为了校正图像畸变,提出一种基于模板匹配的远场畸变校正方法。首先制作四个靶板角点模板,利用模板匹配算法跟踪识别畸变图像的靶板角点;依据相机成像模型计算出理想靶板角点的像素坐标;根据四对靶板角点,利用透视投影模型求解畸变校正系数,从而实现对图像的畸变校正。实验表明,该方法可以对远场畸变图像进行有效校正,具有实验条件要求低、校正精确、处理速度快等优点,为激光照射性能监测系统提供了准确的图像信息,在实际工程中具有重要意义。     

一种图像畸变的显-隐式校正方法

精确的畸变校正模型是一个包含径向畸变系数(k1,k2)和切向畸变系数(p1,p2)的五次多项式,为了解决对其迭代求解的问题.提出了一种显-隐式畸变校正方法.此方法将图像畸变的显式校正和隐式校正相结合,用径向畸变系数(k1,k2)、切向畸变系数(p1,p2)和不含任何物理意义的校正因子λn构建一个显-隐式畸变校正模型.然后用最小二乘法求解此模型,进而实现图像的畸变校正.实验结果表明,此方法不但求解简单,而且精度很高.     

工业双远心系统的设计

随着光学技术的快速发展,大多数产品都可以进行在线自动测量,而在线测量时,常由于采用的光学成像系统带来的误差而使测量精度达不到要求,所以提出了一种双远心光学系统,其具有高分辨率,超宽景深,低畸变等独特的光学特性。最终,根据系统的技术指标:物方线视场2y=60mm,工作距离100mm,接收器为2/3″CCD,设计出了一款双远心镜头,该系统包括7片球面透镜,畸变小于0.1%,远心度最大为0.013,当系统的空间频率最大为60lp/mm时,其MTF值大于0.5。该系统在使用较少镜片的情况下,像质依然达到了工业上的测量要求,性价比良好。     

鱼眼镜头在获取建筑物立面影像中的新方法

鱼眼镜头以其较大的视场能够显著提高获取建筑物立面影像的效率,为纠正其严重的变形,提出基于数字畸变模型的方法,该方法与基于函数模型的纠正方法存在根本的区别,首先通过预检校得到所有像点的总体畸变,然后建立畸变改正模型,用于逐点修正存在变形的影像,该模型不但包含了由于鱼眼镜头的球面成像原理所引起的像点位移,也包括了镜头自身的各种畸变.试验证实该方法的正确性和有效性.     

高速取样示波器时基失真数据获取系统的构建

为了提高中国脉冲参数国家基准的准确度,需修正高速取样示波器时基失真.通过对时基失真数学模型的研究可知,时基失真修正算法需要通过实验获取大量多相位和多频率的测量数据,设计了2个获取高速取样示波器时基失真数据的实验方案,均获得了正交相位的多组频率数据,成功获取了50 GHz带宽高速取样示波器的时基失真数据.时基失真修正算法的计算结果表明:实验获取的数据正确;将修正结果应用到中国脉冲参数国家基准系统的测量中,也获得了很好的效果.     

MiroSot机器人足球视觉系统图象畸变的几何校正

针对MiroSot足球机器人视觉系统中的图像畸变,采用了一种新的几何畸变数学模型几何校正方法.考虑摄像头不在场地中央正上方及摄像头偏转后的情形,对镜头几何畸变数学模型进行了修正.通过取场地特征点坐标构成方程组,解出模型中的待定系数.采用牛顿迭代法实现全场坐标的校正运算,并在VC6.0上实现了新的几何校正算法,结果表明场地图像畸变得到了有效的校正.     

基于直线特征的径向畸变图像的校正

为径向畸变图像的校正提供了一种方法.证明了径向畸变的球形模型,推导出球形模型下的畸变校正公式,并给出了基于直线特征的实际拍摄畸变图像校正的具体实现方法和校正结果.这种校正方法具有实现简单,线性处理等优点,比较实用.