基于查找表的四路摄像头协同多触点定位方法

针对多重触控技术中的多触点遮挡难题,提出一种基于四路摄像头协同的多触点定位方法.该方法利用矩形交互区四顶点处的四路摄像头同步获取交互区图像,检测目标触点,根据光的直线传播原理和交互区尺寸参数约束构建四条代表触点方向的直线,最后拟合四条直线交点定位出触点位置.实验证明,该方法能有效解决多触点遮挡问题,可支持任意多个触点的精确定位,而且成本低,安装方便,易于移植.     

基于ARM的四摄像头光学触摸屏系统研制

针对目前超大触摸屏价格昂贵、通用性差的问题,采用图像识别技术构建了基于ARM的四摄像头光学触摸屏系统。系统通过安装在4个顶点的CMOS摄像头同步采集触摸屏区域图像,ARM微处理器对采集的图像进行触摸点检测,根据触点成像位置和摄像头标定得到触点的方向直线,最后通过计算任意两条直线相交于一点来确定触点的位置。实验表明,此系统对单点和两点触摸能达到99%的识别率,触点坐标位置误差小于2%。     

基于图像配准的光学触控系统触点校正

针对目前光学多点触控系统存在的摄像头取景图像特性对触点校正精准度的限制,研究高性能的触点坐标校正形式,提出了一种通用的触点校准算法,使其扩展了对摄像头及安装环境的适应性.通过引进图像配准方法,利用特征点提取实现坐标系的高度统一;采用动态查找表法,提高图像配准效率.理论研究和实验结果验证了该方法的有效性.     

双目立体视觉系统的非线性摄像机标定技术*

针对双目立体视觉的工业检测精度和实时性要求,采用LENZ畸变模型建立基于面阵CCD的双目成像几何模型,分析了成像模型的内外参数及针孔模型的局限性,提出改进的双目立体视觉系统摄像机两步标定方法。利用HALCON标定板及函数库平台,采用亚像素精度的边缘提取和椭圆拟合算法精确获取标定点,以建立像点与空间点的对应关系,并对标定参数进行非线性优化。实验证明该标定算法灵活准确,并具有良好的可扩展性。     

光斑跟踪测控系统的研究与实现

基于事件驱动的队列状态机,开发一套光斑跟踪计算机测控系统。在光路末端使用CCD相机完成激光光斑图像采集的基础上,对光斑图像进行边缘检测,利用重心法解算出光斑质心坐标;将光斑质心坐标与理想标定点之间的偏差转化为控制信号,发送至四路电机,驱动光路中两台反射镜动作,实现对标定点的跟踪。实验结果表明,该系统运行可靠,能通过调节边缘检测算法中的高低阈值,适应不同强度的光源,准确解算出光斑质心,完成对标定点的有效快速跟踪。     

四路摄像头协同的多重触控系统

为解决多重触控系统中多触点遮挡问题,提出一个基于四路摄像头协同工作的多重触控系统,其中包括硬件层、图像处理层、图像理解层和应用层.硬件层由四路摄像头与多个红外二极管围成的矩形边框组成;图像处理层完成图像的获取和触点检测;图像理解层实现触点的定位与跟踪;应用层完成与具体应用基于手势的交互.图片管理应用实验结果表明,该系统能实现基于多指的复杂操作,在公共信息查询、指挥决策等领域具有很好的应用前景.     

基于平行线的室内视觉导航

根据一组空间直线上的无穷远线素集在视平面上所形成的消失点对直线的平移具有稳定性的特点,提出了基于平行线的摄像机参数标定和自主移动平台室内视觉导航算法．在对摄像机进行标定时,将摄像机模型简化成关于移动平台航向角和X方向距离的线性模型,并利用走廊左右踢脚线在视平面上的投影直线的斜率、消失点坐标来标定摄像机的内、外参数;在视觉导航时,视走廊左右踢脚线为一组平行线,由其在视平面上的投影直线的斜率、消失点坐标,控制自主移动平台行驶的X方向距离和航向角,实现平台的室内视觉导航．本文采用YIQ彩色模型分割楼道图像,由Hough变换与最小二乘法相结合的方法提取楼道踢脚线．     

基于安卓平台的尺寸测量技术研究

针对当前智能电表一致性检测中需要复杂又昂贵的机械自动化固定装置,系统不适用于现场检测以及人工检测方式弊端多等问题,结合电力部门现场工作的特点和尺寸测量的需求,提出一种基于安卓平台的智能电表尺寸测量技术。该技术依次经过摄像机标定、智能电表特征点提取及匹配、三维重建和尺寸计算步骤,实现在现场工作环境下智能电表的尺寸检测。在安卓平台,通过NDK利用JNI封装C++语言实现的尺寸测量算法,Java端调用封装好的算法进行尺寸测量。实验结果表明:该技术测量精度可至毫米级,准确率高达95%以上,检测效率高,适用于现场测量。     

一种基于线结构光的水下目标3维信息测量方法

针对现有水下探测方式精度不佳、标定误差较大、效率较低等不足,设计了一种基于线结构光的水下目标3维信息测量方法。首先利用交比不变原理求解特征点在世界坐标系下的相对位置,随后基于像面特征点的方向向量及特征点的位置信息求解其在相机坐标下的真实坐标值,利用多个特征点完成结构光平面的标定。通过目标物扫描实验验证了该方法的可行性及有效性。线结构光平面的标定仅需要对特制的简单结构立体靶标进行一次扫描即可完成,无需多次移动靶标,避免了人为误差的影响。在标定线结构光平面的同时可以同步完成位移平台各自由度的位移速度标定,有效降低了实验平台系统误差,在提升系统精度的同时也极大地提升了整个系统标定过程的效率,非常适用于大尺度线结构光系统在水下现场标定。经验证,扫描水下目标物所得3维点云坐标沿X、Y轴方向的误差均小于2%,沿Z轴方向的误差略大,平均误差2.77%。     

头戴式视线跟踪系统的一点标定方法

标定方法是视线跟踪技术中的关键环节,直接影响跟踪精度和用户体验。目前头戴式跟踪系统所使用标定方法,需要多个标定点进行标定。为更快、更方便地进行标定,提出一种方法,只需一个标定点,便可提取足够的标定信息完成标定过程。该方法可适用于目前的多种映射方法,如DLT方法、多项式方法、神经网络方法等,标定时间仅需10 s,精度可达1°,与多点标定相比,效率显著提高,而精度无明显差异。此外,使用一种新的神经网络模型:ELM(极端学习机)实现了神经网络标定方法,ELM的快速学习性能,显著缩短了神经网络训练时间。     

A multi-touch platform based on four corner cameras and methods for accurately locating contact points

This paper presents a low-cost and scalable multi-touch platform which uses four cameras to reduce occlusion. Three methods are provided for locating contact points on this platform, including the lookup table, vanishing point, and 3D reconstruction. With each of these methods, respectively, the contact point is located using the projection center and the reference point, the projection center and the vanishing point, and the back-projected rays of epipolar geometry. If the four directing lines of a contact point intersect, the contact point is considered to be real; if the lines do not intersect, the point is rejected. Experimental results indicate that all three methods are capable of locating contact points even under conditions of occlusion. The lookup table and vanishing point methods are, respectively, best suited to small and large platforms, while the accuracy of 3D reconstruction method has been found to be sensitive to the physical setup. The approach proposed here can be directly installed on existing display platforms and thus should be of practical applicability in the near future.     

基于H.264的多视点立体视频解码器优化算法研究*

与平面(单视点)视频相比,多视点立体视频的数据量成倍地增加,对解码速度以及播放的流畅性影响很大,成为限制其广泛应用的重要因素之一。为了提高多视点立体视频的解码速度,基于H.264/MVC标准,根据码字前缀的特点,将原有码表划分为若干区域,精确了查表范围,优化了熵解码中CAVLC的查表过程,并将优化后的解码器移植到播放器中。实验结果表明,提出的优化算法使查表部分的速度提高70%左右,整体解码时间提高了5.9%。最终达到了一定的解码优化效果,并实现了播放器对264格式8视点立体视频文件的解码及播放功能。     

单视未标定图像的正交灭点检测算法

传统方法只能计算标定图像的正交灭点,同时没有考虑图像直线检测结果的误差、 直线的长度以及候选灭点与约束直线之间的位置关系对灭点检测精度的影响。针对此类问题, 提出了一种针对单视未标定图像的正交灭点检测方法。首先利用J-Linkage 完成灭点的初始化估 计,得到假设灭点集合;然后根据假设灭点与图像直线之间的一致性约束、图像直线的长度, 基于投票机制先得到精确的垂直方向灭点;后利用灭点、灭线的定义和性质,计算得到图像相 机参数;根据正交灭点的特性,得到准确的水平方向和纵深方向的灭点。因引入了一种新的假 设灭点和图像直线之间的一致性度量方法,正交灭点检测精度不受直线检测结果的误差、直线 的长度以及候选灭点与约束直线之间的位置关系的影响,在未知图像相机参数的情况下能精准 的得到三个正交灭点信息。正交灭点检测方法在室内场景下可以得到更加精确的检测结果。     

Projection matrix by orthogonal vanishing points

Calculation of camera projection matrix, also called camera calibration, is an essential task in many computer vision and 3D data processing applications. Calculation of projection matrix using vanishing points and vanishing lines is well suited in the literature; where the intersection of parallel lines (in 3D Euclidean space) when projected on the camera image plane (by a perspective transformation) is called vanishing point and the intersection of two vanishing points (in the image plane) is called vanishing line. The aim of this paper is to propose a new formulation for easily computing the projection matrix based on three orthogonal vanishing points. It can also be used to calculate the intrinsic and extrinsic camera parameters. The proposed method reaches to a closed-form solution by considering only two feasible constraints of zero-skewness in the internal camera matrix and having two corresponding points between the world and the image. A nonlinear optimization procedure is proposed to enhance the computed camera parameters, especially when the measurement error of input parameters or the skew factor are not negligible. The proposed method has been run on real and synthetic data for more precise evaluations. The provided experimental results demonstrate the superiority of the proposed method.     

交通监控场景下的相机标定与车辆速度测量

针对交通监控场景中对车辆速度测量的需求,提出了一种相机标定方法和车辆速度测量方案。首先,通过深度学习YOLO检测算法和光流跟踪算法对图像中的车辆目标进行检测和跟踪,根据获得的轨迹集合使用级联霍夫变换计算出道路方向上的消失点,从而检测出道路上的标志线。之后根据消失点和标志线,使用试探焦距思想完成相机标定任务。最后通过计算多帧之间瞬时速度的平均值来实现车辆速度的测量。通过真实交通监控场景的实验结果表明,这种基于消失点的自动相机标定方法具有较好的稳定性和较高的标定精度,能够满足车辆速度测量和实际工程应用的需求。     

双目视觉引导机器人码垛定位技术的研究

针对机器人采用示教方式码垛时所遇到的误抓取等问题,提出了一种基于双目视觉引导机器人码垛的定位方法。完成了双目标定、手眼标定以及极线校正工作,利用灰度变换与图像滤波相融合的算法对图像进行预处理,提高图像的质量。将图像的灰度级分布与立体匹配算法相结合,提高立体匹配的精度,获得更好的视差图像,对视差图像进行处理得到了码垛产品区域的中心点,然后结合平行双目系统和手眼标定的结果引导机器人对产品进行定位、码垛。实验表明：该方法可实现对产品区域中心点的精确定位,获得其坐标值,引导机器人码垛。     

一种指针式仪表非接触测量方法

提出了一种基于图像处理技术的指针式仪表非接触测量方法.研究了指针式仪表的圆心、半径、指针角度以及零刻度自动检测与校准的计算,在基于点Hough变换拟合其圆心与半径以及中心投影法确定指针大概位置的基础上,提出了一种基于亚像素定位的拟合指针直线的方法,具有指针式仪表高精度的自动检测与定位,从而实现了指针式仪表非接触测量.实验表明,该方法具有快速、准确等特点且切实可行.     

复杂多针脚异型元件的视觉精密定位研究

现阶段异型插件机的视觉系统大部分采用底部相机的针脚定位方法,通常难以区分针脚和元件本体,影响定位方法的稳定性。针对这一问题,目前已存在一种基于旋转立体视觉的针脚定位方法,该方法对于针脚数目较少的元件定位效果良好,可靠性和效率较高。基于该研究,此次提出一种多针脚异型元件的针脚定位方法。该方法首先求取无遮挡拍摄角度区间,从而获得无重叠针脚图像;然后通过空间矩方法获得每幅图像的针脚亚像素边缘,根据相机成像模型得到各边缘点的反投影射线方程;最后结合旋转立体视觉的标定得到元件针脚在虚拟成像平面的包络图,从而获取针脚的偏移和转角。     

基于共线点的镜头畸变校正方法

为实现未知摄像机参数的镜头畸变校正,提出了一种先标定畸变中心、再标定畸变系数的方法。先在镜头的不同焦距处对靶标成两次像,利用相同靶标点在两幅图像中的相对位置关系求解畸变中心;再根据直线的透视投影不变性,通过变步长的最优化方法搜索畸变系数。模拟实验表明,在靶标点数为25,噪声水平为0.2像素时,畸变中心的平均误差为(0.2243,0.1636)像素,畸变系数误差为0.28%。真实图像实验表明,用该方法得到的畸变中心和畸变系数能够很好地校正图像。该方法不需要标定摄像机的内外部参数,也无需知道直线网格的世界坐标,简便易行。     

Using points at infinity for parameter decoupling in camera calibration

The majority of camera calibration methods, including the gold standard algorithm, use point-based information and simultaneously estimate all calibration parameters. In contrast, we propose a novel calibration method that exploits line orientation information and decouples the problem into two simpler stages. We formulate the problem as minimization of the lateral displacement between single projected image lines and their vanishing points. Unlike previous vanishing point methods, parallel line pairs are not required. Additionally, the invariance properties of vanishing points mean that multiple images related by pure translation can be used to increase the calibration data set size without increasing the number of estimated parameters. We compare this method with vanishing point methods and the gold standard algorithm and demonstrate that it has comparable performance.