应用摄像机位姿估计的点云初始配准

基于摄像机位姿估计的数学模型,提出了一种检测摄像机位移前后目标图像特征点的方法,通过求解摄像机发生位移前后的相对位姿矩阵来解决应用视觉图像获得点云的初始配准问题。首先,介绍了摄像机位姿估计模型,包括本质矩阵、旋转矩阵以及平移矩阵;然后,介绍了SURF算子的特征点检测、描述和匹配的方法,在此基础上面向双目视觉和单目结构光系统,分别提出了摄像机位移前后目标图像SURF特征点匹配和深度估计模型;最后,分别进行双目视觉和单目结构光系统点云的获取、位移前后目标图像特征点检测匹配和深度估计实验,应用摄像机位姿估计模型求解旋转矩阵和位移矩阵,并对位移矩阵进行统计分析剔除粗差。实验中采用基于点云空间特征点和基于图像的方法进行对比,点云对应特征点均方误差缩小至12.46mm。实验结果验证了方法的可行性,表明本文的点云初始配准方法能较好地获得点云精确配准初值。     

基于多摄像机的鲁棒运动结构重建方法

考虑大尺度噪声对测量矩阵的影响,提出了一种基于多摄像机的鲁棒运动结构重建方法.通过引入一种用于低秩矩阵恢复的数学模型,将丢失数据和大尺度噪声造成的不完整测量矩阵求解转化为凸优化问题,并使用鲁棒主成分分析方法对其求解,利用多摄像机下的矩阵分解理论实现多摄像机下运动结构重建.实验结果表明,提出的方法能够有效解决大尺度噪声的存在造成多摄像机运动结构重建方法失效的问题,准确地重建物体三维结构.     

面向立体视觉结构光三维重建系统的点云误差补偿方法

为了提高立体视觉结构光三维重建系统的精度,提出了一种面向立体视觉结构光三维重建系统的点云误差补偿方法,该方法分为误差标定、误差建模和误差补偿三部分。首先,提出一种新的误差标定方法,将立体视觉结构光系统的测量空间划分为离散的特征点并标定了整个空间内特征点的误差;然后,提出了基于神经网络的误差建模方法,建立起该空间的误差模型;最后,提出了适用于立体视觉结构光系统的点云误差补偿方法,将建立的误差模型用于误差补偿。实验表明文章提出的误差补偿方法平均减少了51.96%的直径误差和14.16%的球心距误差,精度提升效果明显。从而,验证了该算法的有效性和可行性。     

一种基于多摄像机的鲁棒运动结构重建方法

考虑大尺度噪声对测量矩阵的影响,提出了一种基于多摄像机的鲁棒运动结构重建方法。通过引入一种用于低秩矩阵恢复的数学模型,将丢失数据和大尺度噪声造成的不完整测量矩阵求解转化为凸优化问题,并使用鲁棒主成分分析方法对其求解,利用多摄像机下的矩阵分解理论实现多摄像机下运动结构重建。实验结果表明,提出的方法能够有效解决大尺度噪声的存在造成多摄像机运动结构重建方法失效的问题,准确地重建物体三维结构。     

稳健李代数旋转平均用于GPS辅助无人机影像三维重建

针对最小二乘的旋转平均方法对粗差敏感,求解影像旋转参数不够精确的问题,提出了一种稳健的旋转平均方法。先利用李群和李代数之间的映射关系,将旋转矩阵的乘积运算简化为李代数中的减法运算,推导出旋转平均迭代解算的线性化方程;然后利用L1范数优化和迭代加权最小二乘相结合的方法求解全局一致旋转最优解;最后采用迭代策略剔除粗差,得到精确的旋转矩阵。实验结果表明,与传统最小二乘方法相比,提出方法的旋转参数求解精度更高,稳健性更好,用于三维重建可以得到更密集均匀的点云,重建完整性更好。旋转平均的精度优于0.15度,计算时间不超过0.31s,光束法平差后,重投影误差在1.3个像素以内。基本满足快速稳健三维重建的要求。     

基于线结构光和运动平台的三维重构方法

为了恢复物体三维形貌,提出了一种摄像机不动、被测物体在运动X-Y平台上运动的扫描运动平台和方法。通过圆形点阵标靶确定测量系统的内参和外参,采用兴趣区(ROI)图像采集方式精确定位要重构的表面,减少野点误差。试验结果表明,采用这种方法能够有效地对物体进行三维重建。     

基于单目摄像机的光学立体标定技术

为了构建一种基于单摄像机的三维视觉系统,提出了重构光学标定点三维坐标、计算重构误差和优化标定参数的方法。通过移动高精度位移平台,构建三维视觉系统,计算左右摄像机位的初始参数,引入质心坐标法计算两摄像机位间的旋转平移矩阵,利用最优三角剖分法重构光学标定点的三维坐标,计算并最小化重构误差,对标定参数进行优化。实验表明：重构误差直接反映了三维重建的效率,该方法的精度和鲁棒性得到了显著的提高;实物外形测量的误差从0.1123 mm减小到0.0191 mm,标准差从0.1838减小到0.1275。该方法适合应用于三维视觉系统标定质量的评估。     

基于模型的位姿估计中优化方法研究

介绍了基于模型的位姿估计中所使用的一些优化方法.为了提高位姿估计的精度,摄像机的标定参数必须足够精确,这就对标定过程的非线性优化算法提出了很高的要求,采用了一种新的优化目标函数,用来最小化控制点间的三维重建误差,从而使标定参数是全局最优;在双像机位姿估计中,引入了实时遗传算法进行全局搜索,加快了算法的收敛速度.最后的实验证明了这些方法的正确性并显示出这些方法在精度上比传统方法有了较大程度的提高.     

基于Snake模型的特定人脸三维重建方法

以双目立体视觉为基础,构建一种特定人脸重建系统,提出基于Snake模型的特定人脸三维重建方法,利用已标定的摄像机拍摄立体图像对,采用肤色检测得到人脸区域。在对立体图像对进行摄像机畸变校正、立体图像对的外极线对齐、人脸区域选择及归一化等预处理后,采用金字塔结构相关匹配算法,在误匹配点数与精度两者之间达到较好的平衡。针对人脸提出能量最小化方程,考虑顺序匹配约束、连续性约束、曲线上各点曲率的估计和相关性约束条件,大大提高视差提取的正确率,解决了立体视觉中立体匹配的难点,成功地恢复出人脸的三维数据,实现特定人脸的重建。试验结果表明：基于Snake模型的视差抽取,并经过光顺处理和纹理映射后,除了脸部部分边缘存在一些变形外,主体部分的重建效果真实感强。该算法不需要结构光等设备,基本不需要人工干预,就能恢复出特定人脸的三维数据,效果好,实用性强。     

三维重建技术在模具制造业中的应用

提出了一种基于三视几何的三维重建方法.该方法首先利用三目视觉系统获取3幅摄像机的标定图,用十字激光器做为结构光投射器,采集重建的鼠标图;然后通过标定图求出摄像机的内外参数和投影矩阵及基础矩阵,对采集的鼠标图像进行预处理,提取出特征点,利用三焦几何原理找出相应的匹配点,求出物体空间坐标,进行拟合完成三维重建;最后,以鼠标...     

计算机视觉技术的应用

分析了视觉检测技术的发展、特点、分类及优越性，论述了计算机视觉技术的检测原理、系统组成，详细介绍了计算机视觉技术在工农业生产中的应用。     

人工立体视觉仿真系统的建立和应用

为了对人工立体视觉中各个环节进行验证,提出了开发人工立体视觉仿真系统的思路.以开放图形库OpenGL为工具,架设虚拟相机,设置虚拟物体,拍摄虚拟图像,在虚拟的图像上采集数据,并根据数据的相关性进行虚拟物体重建,最后将重建物体与原始物体进行比较,验证整个系统或某测试模块的准确性.应用结果表明,该仿真平台可以用于立体视觉研究中的测试和模拟.     

视觉系统在机器人焊接中的应用与展望

随着焊接生产自动化和智能化程度的提高,视觉系统在机器人焊接中的重要性日益凸显。本文简述了机器人焊接中视觉系统的分类、原理、特点及适用性,综述了视觉系统在机器人焊接领域的典型应用,并指出了其应用中存在的问题及其发展趋势。     

摄像机标定中一种约束条件选择方法

目前在摄像机标定中,普遍采用最小二乘法,约束条件选择对计算精度有很大影响.对以往的约束条件选择进行了分析和总结,提出了一种新的约束条件选择方法.经过数学推导得到计算公式.解算过程避免了解非线性方程.它充分考虑了参数之间的约束关系,利用正交矩阵保证Frobenius范数不变性来选择约束条件.使误差能按参数之间约束关系进行分配,从而能提高摄像机标定精度.     

基于计算机视觉的人体脊柱轮廓测量的研究

在脊柱变形检查和人体工程学的研究中,人体脊柱轮廓的测量十分重要。通常情况下,脊柱轮廓的测量是通过放射线检查实现的,而这些检查伴随着对身体有害的放射性侵入。因此,本文提出一种定量客观的计算机视觉测量方法,实现对人体脊柱轮廓的测量。该方法使用立体视觉和彩色标记。红、绿、蓝三种颜色的标记顺序地从上到下贴到脊柱隆起处。由于标记和皮肤间的颜色差异非常显著,标记的位置很容易从背景中抽取出来。这样,两台摄像机拍摄的两幅图像中的对应像素就很容易地找到了,进而实现脊柱轮廓的三维测量。根据提出的方法,设计并实现的测量传感器和相应的算法。实验结果表明,本文的方法可以很好地实现人体脊柱轮廓的测量。     

基于单目视觉的双机距离检测

本文提出了一种基于单目视觉图像信息估计的3D目标飞机编队的视觉检测方法。若照相机（CCD）焦距已知,且给定飞机的特征形状参数和姿态,可用单目视觉的方法估计长机和僚机之间的距离。在特定的情况下,可以计算出僚机的飞行方向、速度等一系列飞行参数。仿真及结果验证了算法的有效性。     

LED在道路照明中的光效优势

选择路灯时,需基于恰当的光度测量模型对不同类型路灯的发光效率进行比较.以两种常用路灯光源和两种LED路灯光源为研究对象,对道路照明环境中人眼处于的视觉状态进行了分析,进而通过MOVE模型求得这4种路灯在中间视觉状态下的发光效率.与明视觉状态下的发光效率比较,LED路灯和金属卤素路灯在中间视觉状态下的发光效率大大提高,而...     

智能视觉传感器及其应用

本文介绍了近年兴起的集图像采集、处理、通讯等功能于一体的智能视觉传感器——智能相机。重点分析了其体系结构、组成模块和关键技术，比较了市场上可见到的几款智能相机。对智能相机技术的主要发展方向，以及智能相机在安防监控、工业检测、智能交通系统和机器人领域的应用作了较深刻的探讨。     

基于神经网络的双目视觉传感器建模

根据双目视觉传感器的工作原理 ,分析了影响测量精度的因素 ,表明双目视觉传感器的物体空间坐标与图像坐标之间存在复杂的非线性映射关系 ,其数学模型无法用解析式精确地加以描述。因此 ,提出一种基于神经网络的双目视觉传感器建模方法。数值实验表明 ,该方法简便易行 ,建立的模型有较高的精度     

物体三维数字化中的机器视觉视点规划方法

介绍了机器视觉系统的组成,对视点规划方法进行分类,分别阐述了基于模型和未知模型的视点规划方法研究情况,分析目前视点规划研究中需要解决的遮挡问题,最后展望了视点规划的研究方向．