基于单张平行六面体照片的摄像机标定方法

摄像机标定是计算机视觉的重要组成部分。根据射影几何理论建立了基于单张平行六面体照片的摄像机全参数标定方法。通过调和射影及Laguerre定理的推论求解出平面圆环点的共轭虚像,利用平行六面体照片存在的三对圆环点的虚像,构造对无穷远平面绝对二次曲线的像ω的约束,使用辗转相除法求解非线性问题。最后,给出该算法对模拟图像和真实照片的实验。实验结果表明计算结果与真实情况吻合。     

基于射影几何的CCD相机几何模型研究

为提高由多幅二维图像解算出的空间坐标信息的精度,基于射影几何原理,提出一种像方空间与物方空间的几何形状计算方法。分析电荷耦合器件( CCD)相机成像射影几何原理,根据透视变换和交比不变性质,利用直线之间存在平行、垂直和相交等关系,建立基于直线特征的相机成像几何模型,已知相机参数,证明并推导像方空间二维影像和物方空间形状与坐标信息的几何转换关系。分析结果表明,该方法结合了整幅图像的几何信息,能提高空间点等几何特征的坐标信息计算精度,以及视觉测量和三维重建的精度。     

B双空间几何中基于消隐点的摄像机标定

对比目前常见的CCD摄像机标定技术,采用了一种基于消隐点的摄像机标定方法。该方法基于射影几何中的B双空间几何概念,在充分利用二维棋盘格标定图像中点、线和面固有的几何关系与属性的基础上,通过改进的角点提取与计算,首先针对摄像机内参数中的横向焦距与纵向焦距进行计算,然后结合非线性优化方法对参数进行优化计算,从而求解出待标定摄像机的全部内参数。该标定方法具有操作过程简单和实验误差小的特点。     

基于虚拟直线的单目视觉坐标测量模型研究

在摄像机位置随意固定和测量点共面的约束条件下,基于单目视觉提出了一种基于虚拟直线的单帧图像物点坐标测量的新算法。用几何方法代替常规代数方法,回避了传统的通过求解旋转矩阵和平移向量来获取摄像机位置和姿态参数的过程。利用直线平行、垂直的先验知识,通过空间共线四点经过射影变换的交比不变性得到目标点的位置坐标信息。实验证明：该方法简单、可行,摄像机位置随意摆放,具有很强的可操作性、实用性,且精度较高。     

基于二值几何编码图案的高精度结构光系统参数标定方法研究

该文提出了一种基于空间编码图案的结构光系统参数标定方法。与传统的基于棋盘格图案标 定策略不同的是,该文采用结构光编码图案实现了系统的高精度标定,具体实施步骤包括：(1)根据编码图案的几何分布特性提出了一种编码特征点检测算子,基于检测出的编码特征点构建拓扑结构,利 用仿射变换原理及双线性插值算法提取出编码几何元素图像;(2)将几何元素识别转化为监督分类问题,通过采集大量训练样本训练卷积神经网络,实现编码元素的准确识别和解码过程;(3)利用射影变 换原理建立相机像平面与投影机像平面之间的对应关系,利用此对应关系将标定板上棋盘格角点在相机像平面上的坐标转换至投影机像平面,最终实现了对相机和投影仪内外部参数的同时标定。标定结果显示,该方法对投影仪的标定重投影误差不超过 0.3 像素;三维重建实验结果显示,与传统标定方法相比,该文方法能够显著提升系统的标定和三维重建精度。     

基于空间六点不变量的道路立体目标识别方法

城市道路中常设置具有3D效果的平面路障或标志物,其具有高度的立体性和真实性,导致行人和辅助驾驶系统误判而造成严重事故,因此需要对道路立体目标进行识别,以获得真实路面情况.常见的射影不变量如交比是基于共面五点计算的,存在局限性,论文提出一种基于空间点元素的几何不变量计算方法,把空间元素的共点和共线用具有物理意义的量来表示...     

基于形态和约束结构的几何哈希法

几何哈希法,作为一种有效的模型搜索算法,在物体识别中有着重要的应用。现有的几何哈希法仅适合于仿射变换下的二维景物识别,论文提出了适合透视投影变换下三维物体识别的几何哈希方法。该方法利用物体的三维形态和物体中具有射影不变量的几何约束结构来构造哈希表。一方面,几何约束结构提供了物体模型的索引功能;另一方面,物体的三维形态提供了物体成像位姿的有关信息,使后续的匹配验证得以简化。实验中使用人造物体对该方法进行了验证,实验表明该方法正确有效。     

一种新的几何约束结构及其射影不变量

几何不变量,特别是射影不变量,是基于单视点灰度图像识别三维物体的一条有效途径．但理论研究表明,只有特定的几何约束结构,才具有射影不变量．所以,研究并发现这种几何约束结构就具有十分重要的意义．该文提出了一种新的由相邻3平面上5条直线组成的几何约束结构及其所具有的射影不变量．该结构较Sugimoto提出的几何约束结构简单,可从结构同样复杂的物体中获得更多的几何不变量,有利于提高物体识别的稳定性;同时,由于该结构大量存在于由多面体组合而构成的人造物体及地面建筑物中,因此它非常适合这类物体的识别．实验验证了文中提出的几何约束结构具有不随物体成像视点改变的射影不变量．     

基于几何关系约束的特征点匹配算法EI北大核心CSCD

特征匹配是计算机视觉中的一个基本问题,基于特征点的特征匹配方法则是其中最为常用的一种算法,有着重要的研究意义和研究价值.众所周知,特征点匹配的结果受很多因素的影响.为更好地处理视角变换的特征匹配问题,给出一种基于特征点位置关系的几何约束匹配方法.即通过引入新近发现的射影不变量——特征数,构建特征点位置间的几何信息描述子;进一步建立每个点的特征数直方图并使用巴氏系数度量几何相似度;最后在基于纹理特征描述子基础上增加文中所给出的几何信息描述子获得特征匹配的约束条件.实验结果证明,该算法可以有效的提高特征点匹配的精度,同时对视角变化较大及纹理相似的情况具有很好的匹配效果.     

三维几何约束系统的等价性分析

针对过约束、完整约束和欠约束三维几何约束系统的求解问题,提出了等价性分析方法.该方法基于三维几何约束系统的内在等价性,充分挖掘几何领域知识,依据拆解约束闭环、缩减约束闭环和析出约束闭环等原则,采用等价约束替换来处理几何约束闭环问题,优化几何约束图的结构,实现几何约束系统的优化分解.最后用多个实例验证了该方法的正确性和有...     

游戏引擎中的实时特征点匹配算法

以作为游戏输入的双目视觉系统为载体,分析了双目立体视觉系统在此环境中需要满足的一些特殊的约束,结合双目视觉本身的经典约束,构造一种可以同时满足实时性和一定的精确性的图像特征点匹配方法。此方法先使用极几何校正和单应性约束求取图像偏差,然后采用快速匹配算法在局部范围内得到匹配点,充分满足了系统对实时性和精确性的要求。     

The Characterization of Sufficient Visibility in the Direct Reference Plane Approach for Multiple Views with Missing Data

Rother and Carlsson introduced the Direct Reference Plane method for obtaining a projective reconstruction from a multi-view system, presuming the availability of a planar reference quadrangle in each view. In this method feature points and camera centres are obtained simultaneously by solving a system of homogeneous linear equations. Each feature-camera visibility pair corresponds to two equations in this system. In this paper we derive a count criterion for characterizing sufficient visibility, yielding a system of linearly independent equations that “determines” feature points and camera centres. Finally we discuss some principles to extend the configuration of feature points and camera centres while maintaining sufficient visibility. First online version published in February, 2006     

基于代数约束的图像生成方法研究

介绍了一种利用代数约束的图像生成方法，用于从面幅不同角度的参考图像来生成另一幅新的视角图像。该方法通过研究特体在3个不同透视投影平面上对庆点之间的相互关系，得到描述不同图像上对应点关系的一个三线性张量。由此张量和参考图像便能得到新图像和参考图像之间、对应点之间的代数关系，进而得到新的视角图像。和其他基于图像的二次投影方法相比，这里仅需要两幅参考图像，且实现方法简单快捷。实验效果令人较满意。     

一种无相机标定的极线校正新方法

提出一种无相机标定的立体图像对的极线校正新方法。该校正方法并不依赖基本矩阵F的精确求解,而是通过空间变换法分析校正前后图像点对应关系,依此分解并参数化描述极线变换矩阵,直接利用极线方程和图像的对应点集建立误差平方和函数,并运用非线性最小二乘法求解,使该函数取得最小值的变换参数。实验证明,该校正方法能够较好地消除垂直视差,图像产生的变形较小。     

基于单调链的判断点是否在多边形内的方法

提出了一种判断点是否在多边形内的新方法，该方法由两部分组成：(1)预处理，即先求出多边形的所有极点；(2)检测，即采用折半查找找到相关点和相关边，根据被检测线穿过的相关边数来判断检测点是否在多边形内。该方法解决了射线法无法解决的奇异情况，且在检测过程中不必处理多边形的所有边。实验结果证明，该方法简单、易实现、快速。     

结合人眼特征和几何方法的虹膜定位方法

虹膜定位是虹膜识别系统中重要的预处理过程,其定位精度和速度决定了虹膜识别系统的性能。就此,根据人眼的特征,结合几何方法,提出了一种快速准确的虹膜定位算法。该算法根据瞳孔内部灰度特点,在瞳孔内找到一点。利用边缘检测模版,依据该点,分别在虹膜内边界和外边界上找到各自不共线的三个边界点,构成两个直角三角形。根据几何原理,这两个直角三角形的斜边分别为内外边界圆的直径,从而定位虹膜边界参数。大量实验证明,该算法在速度和精度上相比经典定位算法均有提高。     

基于空间几何结构的特征跟踪算法

针对传统的基于标记的增强现实系统场景受限等缺点,提出一种基于特征空间几何结构的无标记跟踪算法。在传统的金字塔Kanade-Lucas-Tomasi(KLT)跟踪算法基础上,通过建立图像的多尺度空间模型并在多尺度空间模型中对图像进行实时跟踪,同时根据图像特征间特有的空间几何结构信息优选跟踪特征点,解决了在多尺度变化情况下视频图像特征跟踪稳定性问题。实验结果表明,提出的跟踪算法在给定的数据库上性能高效稳定,与同类跟踪算法相比跟踪精度大幅提高,每帧重投影错误率均小于1像素,保持在亚像素级别。     

基于有序简单多边形的平面点集凸包快速求取算法

凸包问题是计算几何的基本问题之一，在许多领域均有应用。传统平面点集凸包算法和简单多边形凸包算法平行发展，互不相干。本文将改进的简单多边形凸包算法应用于平面点集凸包问题中，提出了新的点集凸包算法。该算法首先淘汰掉明显不位于凸包上的点，然后对剩余点集排序，再将点集按照一定顺序串联成有序简单多边形，最后利用前瞻回溯方法搜索多边形凸包，从而得到点集的凸包。本文算法不仅达到了Ｏ的理论时间复杂度下限，而且算法     

Measure of circularity for parts of digital boundaries and its fast computation

This paper focuses on the design of an effective method that computes the measure of circularity of a part of a digital boundary. An existing circularity measure of a set of discrete points, which is used in computational metrology, is extended to the case of parts of digital boundaries. From a single digital boundary, two sets of points are extracted so that the circularity measure computed from these sets is representative of the circularity of the digital boundary. Therefore, the computation consists of two steps. First, the inner and outer sets of points are extracted from the input part of a digital boundary using digital geometry tools. Next, the circularity measure of these sets is computed using classical tools of computational geometry. It is proved that the algorithm is linear in time in the case of convex parts thanks to the specificity of digital data, and is in O(nlogn) otherwise. Experiments done on synthetic and real images illustrate the interest of the properties of the circularity measure.     

终端区航迹簇的中心航迹提取方法研究

为了有助于飞行计划的准确制定和管制员工作负荷的减轻,提出了一种 基于计算几何的中心航迹提取方法。首先由雷达航迹数据生成三维点云模型,然后沿飞行方 向对原始点云进行自适应采样,接下来利用采样得到的代表点集建立图结构并进行优化,最 后先后通过均匀化处理以及光滑处理,生成最终的中心航迹曲线。真实数据的实验结果表明： 该方法能够准确地提取终端区航迹簇的中心航迹,并有效识别其特征点,同时本文方法具有 一定的鲁棒性。