一种反射折射摄像机的简易标定方法

Central catadioptric cameras are widely used in virtual reality and robot navigation,and the camera calibration is a prerequisite for these applications.In this paper,we propose an easy calibration method for central catadioptric cameras with a 2D calibration pattern.Firstly,the bounding ellipse of the catadioptric image and field of view (FOV) are used to obtain the initial estimation of the intrinsic parameters.Then,the explicit relationship between the central catadioptric and the pinhole model is used to initialize the extrinsic parameters.Finally,the intrinsic and extrinsic parameters are refined by nonlinear optimization.The proposed method does not need any fitting of partial visible conic,and the projected images of 2D calibration pattern can easily cover the whole image,so our method is easy and robust.Experiments with simulated data as well as real images show the satisfactory performance of our proposed calibration method.     

基于消隐点的摄像机标定关键技术研究现状及发展

对基于消隐点的摄像机标定技术主要研究成果进行了综述.总结了产生消隐点的各种靶标,分析了靶标中消隐点的获取方法与典型的基于消隐点的标定技术,探讨了基于消隐点的摄像机标定技术的研究方向以及下一步的研究问题.     

一种简易的摄像机标定方法

以简化以往的摄像机标定技术为研究目的,分析了标定算法对于前期图像处理的要求,给出了基于MATLAB的简易摄像机标定方法。该方法借助于常用软件完成了以往摄像机的标定算法中的大量前期图像处理工作,大大降低了编程难度,减少了工作量。实验结果表明,该方法具有很高的标定精度,可以满足增强现实和其他计算机视觉系统的需要。     

基于一维标定物的反射折射摄像机标定方法

一维标定物是指一组任意两点距离已知的共线点.基于一维标定物的标定方法相对基于二维、三维标定物的方法更加灵活,在实际中有很高的应用价值.文中提出一种基于一维标定物的反射折射摄像机标定算法.如果一维标定物包含5个或5个以上的共线点,则通过一维标定物的3次或3次以上的一般刚体运动,就能够标定反射折射摄像机的参数.算法分为两步:首先,使用一维标定物的图像和主点满足的不变量计算主点;然后,通过一维标定物图像所隐含的正交消影点信息,线性地求解绝对二次曲线的像(IAC),并对IAC矩阵进行Cholesky分解确定尺度因子和畸变因子.此外,文中方法还能够给出镜面参数的解析表示以及一维标定物相对于视球中心的位置.模拟实验中,作者在两种镜面配置下比较了文中的方法和基于圆环点的方法,结果表明文中的方法在不同的镜面配置下都能得到较好的标定结果.真实实验也验证了文中方法的正确性和可行性.     

关于摄像机校正和PnP问题区别的一点讨论

The camera resection and the PnP problem are both of great importance in computer vision field. However, these two fundamentally different problems are often mistaken one another in the literature. In this short note, the essential differences of these two problems are clarified, and such a clarification seems helpful for those who are working on the problems.     

一种针孔相机与三维激光雷达外参标定方法

针对针孔相机和三维激光雷达的外参标定问题,提出了一种新的方法:利用相机坐标系和激光坐标系下棋盘面的对应性,将外参标定转换为三维空间中旋转、缩放矩阵的求解问题.每帧数据可以提供4个约束,最少只需3帧数据可求解外参矩阵.方法原理简单易懂,直观明了地解释了失效退化原因.仿真实验与真实数据实验表明:提出的方法可以得到高精度的外参矩阵,且在采样帧数较少的情况下依旧可以获得很好的标定效果.     

车载摄像机的一种简易标定方法

针对基于视觉导航的智能车辆摄像机标定问题,提出了一种简便实用的方法.在已有的标定工具箱基础上,通过空间关系变换,建立了所需的摄像机内部参数和外部参数表达式,并给出了工程上的实现方案.实验结果验证了该方法的可行性.     

一种非线性摄像机标定方法

由于加工误差和装配误差的存在,摄像机光学系统与理想的小孔透视模型有一定的差别,致使物体点在摄像机平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学畸变。为了提高图像检测、模式匹配等定量分析的准确性,必须对这一类畸变进行修正。该文以针孔摄像机模型为基础,综合考虑了摄像机的透镜畸变效应,并借助于开放计算机视觉函数库OPENCV,实现了一种基于张正友摄像机标定的改进算法。利用检测得到的角点,获得物体的世界坐标和图像坐标。结果证明该文中的标定算法实现简单,精度高,稳定性好。     

一种非线性摄像机标定方法

由于加工误差和装配误差的存在,摄像机光学系统与理想的小孔透视模型有一定的差别,致使物体点在摄像机平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学畸变。为了提高图像检测、模式匹配等定量分析的准确性,必须对这一类畸变进行修正。该文以针孔摄像机模型为基础,综合考虑了摄像机的透镜畸变效应,并借助于开放计算机视觉函数库OPENCV,实现了一种基于张正友摄像机标定的改进算法。利用检测得到的角点,获得物体的世界坐标和图像坐标。结果证明该文中的标定算法实现简单,精度高,稳定性好。     

基于空间共线点的单光心反射折射摄像机标定

一条空间直线的单光心反射折射图像是一个二次曲线段, 大多数利用直线进行单光心反射折射摄像机标定的方法都需要对直线的像进行二次曲线拟合, 曲线拟合的精度严重影响着标定的精度. 然而, 一条空间直线的像仅占整个二次曲线的一小段, 这使得曲线拟合的效果非常差. 本文利用空间三个共线点的反射折射投影给出了摄像机内参数的一个非线性约束. 当反射镜面为抛物面时, 在主点已知的情况下, 该约束变为线性约束. 如其他参数已知, 该约束变为关于有效焦距的多项式约束. 由此, 本文提出了三种不同条件下的标定算法, 算法中无需对直线的像进行二次曲线拟合, 无需场景的任何信息, 标定精度较高. 实验验证了算法的有效性.     

双目视觉测量系统的标定及3维测量

针对结构光形位公差视觉测量系统,提出了一阶径向畸变的摄像机成像模型和标定方法,并对传统的直接线性变换(DLT变换)标定算法做了些改进。即先针对没有畸变的线性模型,利用传统的标定算法,解线性超定方程组求解摄像机的全部参数,再针对引入一阶径向畸变的成像模型,以线性模型的参数为初值,通过非线性迭代优化摄像机的图像中心,等效焦距,倾斜因子,畸变系数等内部参数。实验结果表明,该方法无需预标定,精度适中,是相对简单实用的标定方法。     

Calibrating effective focal length for central catadioptric cameras using one space line

In camera calibration, focal length is the most important parameter to be estimated, while other parameters can be obtained by prior information about scene or system configuration. In this paper, we present a polynomial constraint on the effective focal length with the condition that all the other parameters are known. The polynomial degree is 4 for paracatadioptric cameras and 16 for other catadioptric cameras. However, if the skew is 0 or the ratio between the skew and effective focal length is known, the constraint becomes a linear one or a polynomial one with degree 4 on the effective focal length square for paracatadioptric cameras and other catadioptric cameras, respectively. Based on this constraint, we propose a simple method for estimation of the effective focal length of central catadioptric cameras. Unlike many approaches using lines in literature, the proposed method needs no conic fitting of line images, which is error-prone and highly affects the calibration accuracy. It is easy to implement, and only a single view of one space line is enough with no other space information needed. Experiments on simulated and real data show this method is robust and effective.     

Camera Calibration for 3D Color Scanning System Using Virtual 3D Model

Instead of traditionally using a 3D physical model with many control points on it, a calibration plate with printed chess grid and movable along its normal direction is implemented to provide large area 3D control points with variable Z values. Experiments show that the approach presented is effective for reconstructing 3D color objects in computer vision system.     

计算机视党中摄像机定标综述

计算机定标是计算机视觉实现的前提和基本问题。本文回顾了计算机视觉中的几种基本的摄像机定标方法,对各种方法的特点和应用范围进行了比较、分析。     

反射折射几何元统一成像及标定性讨论

基于圆的摄像机标定有着无可比拟的优势,然而由于反射折射摄像机存在大畸变,在该摄像机下对这一问题的研究还很不透彻且存在很多困难.文中研究了圆在反射折射摄像机下的像,并在此基础上统一了几何元的成像理论,为基于圆的反射折射摄像机标定方法奠定了理论基础.首先证明了圆在反射折射摄像机下的像为四次曲线;之后根据圆的大小或所在位置的不同,发现此四次曲线可约化为点、直线及球在反射折射摄像机下的像,这与已有的结论是等价的,从而统一了几何元在反射折射摄像机下的成像理论;并在该统一成像理论下讨论了不同几何元在反射折射摄像机标定方面的应用.最后通过模拟实验验证了一种基于圆的抛物反射折射摄像机的标定结果.     

基于Matlab的摄像机标定系统的设计与实现

考虑二阶径向畸变和切向畸变建立摄像机的非线性模型,在两步法的基础上,实现了单个摄像机标定和两摄像机间的立体标定,并在Matlab环境下进行编程实现,给出了标定系统的具体实现方法和流程。该系统使用方便、速度快、成本低,具有较高的标定精度。     

用于交会测量的摄像机标定系统设计

介绍了一种简易的摄像机立体标定系统的设计方案,主要应用于多CCD交会测量技术中,可以完成单个摄像机的标定、多个摄像机之间的立体标定和标定精度评估等功能.建立了包含透镜径向畸变和切向畸变的摄像机成像模型,采用两步法求解摄像机参数,最后通过交会测量得到的多个棋盘格的边长与实际边长的误差量来衡量摄像机标定的精度.该系统不要求使用者具有专业的3D几何知识,速度快,成本低,而且可以达到很高的精度.