基于反向条纹投影的多投影显示系统几何校准

多投影器大屏幕显示系统的一项关键技术是如何实现多个投影器的精确校准。本文提出一种基于反向条纹投影原理的,简单、快速、高精度的校准方法。该方法通过投影正弦条纹测量屏幕相位分布,建立投影器和摄像机像素之间的几何传递关系,然后根据期望图像为每个投影器产生各自的投影图像。该方法仅需一部摄像机,并且无须对它或投影器进行标定,屏幕也无须是平面。实验结果表明,在摄像机方向观察可以得到几何校准良好的图像,校准精度可达到亚像素级。     

光栅投影式三维摄影测量仪的几何标定方法

光栅投影式三维摄影测量仪利用了时域结构光投影技术和立体视觉测量原理获得三维点坐标。针对传统标定方法易受镜头畸变影响和标定约束方程少导致精度下降的问题,采用了非线性的摄像机和投影机模型,并提出了二维的投影机模型;使用多平面法标定了系统测量所需的摄像机和投影机几何参数;为进一步提高参数精度,采用Levenberg-Marquardt算法优化了摄像机和投影机模型。实验结果表明,该方法操作简单,无需精确的位置和姿态调整,标定的绝对精度为0.2pixel,相对精度为1/5000。     

3D全景图制作系统研究

本文详细讨论了全景图像生成的基本步骤,根据本文选用的柱面模型,推导出柱面投影公式,然后根据双线性插值算法得到柱面全景图。在基于区域块匹配算法的基础上,提出一种基于像素相关性配准的图像拼接方法,采用渐入渐出的融合方法,实现图像的无缝拼接。最后采用柱面反投影实现柱面全景图的浏览。本文采用Visualc＋＋6．0实现界面设计,通过编程实现了以上算法,能够生成效果理想的柱面全景图。     

用三线法标定车载摄像机的外部参数

根据摄像机透视投影原理,三条互不重合的平行线在图像平面上具有相同的消失点和不同的斜率。按照针孔成像模型,经过数学推导可以建立摄像机的外部参数与消失点和成像斜率之间的解析表达式,无需经过迭代和优化计算。实现过程只需要地面上有三条平行线,然后通过手工或自动的方式确定出这三条直线成像的交点和斜率,就可以标定出摄像机的外部参数。实验表明,该方法可以在不同环境下进行车载摄像机标定,方位角和俯仰角的标定误差小于百分之一弧度。     

基于视觉模型的C形臂投影图像快速校正方法

针对普通C形臂投影图像失真影响计算机辅助手术的精度和传统校正方法费时的问题,提出了一种基于摄像机视觉模型的方法来快速校正C形臂X射线投影失真图像。该方法通过分析C形臂X射线投影图像失真的来源和类型,把C形臂系统标定和投影失真图像校正融为一体,再利用视觉模型的Tsai法对其进行标定获取畸变参数,然后利用畸变参数对失真图像进行几何校正。实验结果表明,在放射源到探测器的距离为120cm时,最大误差为8.8个像素,放射源到探测器的距离为121cm时,最大误差为9.1个像素。放射源到探测器的距离变化18mm时,标定获得放射源到探测器的距离变化值为18.11mm,相差0.11mm,并且在不同姿态时C形臂投影失真图像校正结果具有稳定性。该方法的优点是减小了建立理想图像带来的误差,而且步骤简单,容易在线使用。     

水下移动双目视觉高精度定位方法

为提高水下移动双目视觉的定位精度,首先建立综合考虑径向畸变和切向畸变的水下摄像机非线性数学模型,然后利用焦距归一化成像平面上的成像点坐标和光轴中心点确定空间点所在的空间直线,最后利用两异面直线公垂线中点作为目标点并利用正交投影法求解。该方法不仅很好地化解水下移动双目视觉空间定位时两投影线不相交于一点的矛盾,而且还具有普遍性。     

交比投影不变原理在结构光平面拟合中的应用

文中简介了机器视觉研究中的一种编码结构光投影系统，在它的编码模板上具有很多的编码特征点，它们在模板的水平和垂直方向上分别构成多组共线的点，经投影后，这些点分别形成了纵向和横向的若干光平面，而这些光平面相对于投影系统三维坐标系的位置关系需要事先标定。在标定过程中需要若干组位于各光平面上的三维空间特征点，将这些点与光平面共同成像于CCD像平面上，再从图像中提取出它们的图像坐标，由共线投影不变性可知，三维特征点所在的直线与光平面所在的直线在CCD像平面上相交于若干点，然后利用代数射影几何中的交比不变原理就可将结构光平面与三维空间点建立对应关系，从而标定出各光平面的参数。文中给出了详细的实验步骤，列出了一些数据及图表，并对实验结果进行了说明。     

柱面场景无畸变的折反射全景成像系统

提出了一种基于透视成像模型的柱面场景无畸变的折反射全景成像系统设计方法,该方法 利用系统柱面场景无畸变成像要求和视场角确定反射镜面形。根据这一方法设计制作了高次旋转对称非球面反射镜,并用该反射镜和CCD摄像头建立了全景成像系统,实现了对360°柱面场景的无畸变成像。     

多场景下基于快速相机标定的柱面图像拼接方法

针对目前利用相机标定参数进行图像拼接的方法存在受场景限制大、标定过程复杂而耗时长的问题,提出一种多场景下基于快速相机标定的柱面图像拼接方法。首先,利用棋盘格标定板角点特征提取精度高的特点,使其分别位于两两邻接图像的重叠视场中,对该图像序列依次进行角点提取、精确化和匹配等预处理,以准确快速求解出待拼接图像间的配准参数;然后利用标定得到的配准参数快速拼接图像,通过柱面投影以保持图像的视觉一致性,并采用多频段融合以保留图像的细节信息;最后,将整个系统搭建在低功耗嵌入式平台,实现可在多场景下完成快速标定及基于标定参数的拼接过程。实验结果表明,该文方法在室内及隧道等场景下可准确快速完成相机标定,图像拼接过程耗时短,同时可保证较高的拼接精度和较好的成像效果,具有较强的鲁棒性。     

一种摄像机自标定的线性方法

提出了一种基于空间共面直线从单幅图像进行摄像机自标定的线性方法.本方法结合工程应用实际,直接利用场景的直角信息,根据点的中心投影关系,推导直线的投影关系,基于平面上不平行的3条直线,由单幅图像线性的高精度的标定出摄像机内、外参数.算法用仿真实验和实拍图像都得到了精确、可靠的结果,在精度上明显优于基于共面点的算法.     

综合投影法的原理及其应用

本文通过对综合投影法的研究,阐述了它的作图原理、重要特性及其应用实例。     

正轴测投影反求建模研究

论文应用投影变换方法建立正轴测投影数学求解模型,提出一般伸缩系数方法,实现了反求正轴测投影图的真实尺寸,再进行三维实体建模,达到原始设计不受计算机约束,充分发挥人脑的想象力之目的.根据有立体感的正轴测投影图反求真实尺寸后进行实体建模,生成二维加工图,这些过程由计算机完成,使之更符合设计从三维开始的本质.     

两类投影指标的小波核估计

投影寻踪的关键问题是优化一个投影寻踪指标的准则函数.本文提出了Cook指标和PPDA指标的小波核估计,给出了这两类投影指标小波核估计的渐近无偏性和均方收敛性,并对投影指标小波核估计与高斯核估计的结果进行了对比,结果验证了小波核估计方法的有效性.     

折叠式激光投影光刻物镜的设计研究

针对大面积、高产量和节约型印制电路板(PCB)生产使用的激光投影光刻机,利用ZEMAX工程光学设计软件,对其投影系统进行了模拟设计与优化,并对优化后的结果进行了分析.对于设计的激光投影系统,其特征尺寸分辨力达到了9μm,全视场波像差小于λ/4,畸变小于0.000007%,这些指标符合实际要求.     

屏幕上点的斜面透视投影坐标式及计算机的绘图

推导出来的屏幕上点的斜面透视投影坐标式，完全满足计算机易于使用的参数方法的要求。用它编程，不但可以把正投影中点的坐标或曲线的参数方程转换成屏幕上能够直接显示点的透视投影的坐标或曲线的透视投影的参数方程，而且除了赋值不同外，对绘一点透视，二点透视和三点透视都具有通用性。此法与矩阵法相比，数学知识简单，易运用，特别是完全可以直接应用曲线的参数方程，更显示其优点。     

弯管的造型及其投影图的计算机绘制

本文运用实体扫描的几何造型技术,建立了弯管的数学模型,并根据微分几何的有关知识,推导出它们的投影轮廓线的方程式。利用这些方程式,能由计算机快速、准确地绘制出它们的透视投影图和轴测投影图。本文适用于等径和变径的多种弯管。     

正轴测投影的基本方程组及其应用

基于投影、坐标系和向量的基本概念和基本性质,可以十分简明地导出正轴测投影由4个约束方程构成的基本方程组。为确定6个轴测参数,应在合理选定2个参数后,从该方程组求出其他4个待定的参数,从而解决了正轴测投影的基本问题。对于选定2个参数的各种情况,文中都给出了求这些参数的解析解,并通过数值计算验证了这些解析解的正确性。     

Examining the best-fit paradigm for FEM at element level

Interestingly, an esoteric branch of pure mathematics called “functional analysis”, more general and profound than variational calculus and originally developed by mathematicians, can be employed to explain clearly how the finite element machinery works. In a very abstract way, finite element results can be portrayed as “shadows” or orthogonal projections on predetermined function subspaces of the analytical results, known or unknown. Herein lies the philosophy of the finite element method. In the present work, an effort has been made to validate this important aspect of the finite element method at the element level through a particular differential equation representing a specific case of equilibrium     

解带线性或非线性约束最优化问题的混合三项记忆梯度投影算法

利用Rosen投影矩阵,结合Solodov投影技巧建立求解带线性或非线性不等式约束优化问题的混合三项记忆梯度Rosen投影算法,并证明了算法的收敛性。数值例子表明该算法是有效的。     

CovSel: Variable selection for highly multivariate and multi-response calibration: Application to IR spectroscopy

Variable selection is of major interest for NIR calibration, either as a feature selection or for the design of multi-wavelength devices. Some dedicated methods have been developed in chemometrics, but a few of them addresses explicitly the case of multi-response calibration. Variable selection for NIR spectroscopy must face two problems: (1) the huge number of variables yields a very large solution space; (2) variables are highly correlated, and if no special attention is paid the model built on the selection may be ill-conditioned. This article presents a new method, CovSel, which tackles these two problems by following this procedure: (1) variable selection step by step on the basis of their global covariance with all the responses; and (2) projection of the data orthogonally to the selected variable. CovSel was applied on three problems: the first one concerns a single response MIR calibration (Brix degree content in apricot), the second one concerns a multi-response NIR calibration (4 main constituents in corn) and the last application concerns the NIR discrimination of 3 wine grape varieties.