基于一维标定物的多摄像机标定

一维标定物是由三个或三个以上彼此距离已知的共线点构成的. 现有文献指出只有当一维标定物做平面运动或者绕固定点转动时,才能实现摄像机的标定. 本文的研究结果表明,当多个摄像机同时观察作任意刚体运动的一维标定物时,则该摄像机组能被线性地标定. 本文给出一种线性标定算法,并使用最大似然准则对线性算法结果进行精化. 模拟实验和真实图像实验都表明本文的算法是有效可行的.     

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.     

基于HEIV模型的摄像机一维标定

多摄像机系统广泛应用于文化创意产业,其高精度标定是迫切需要解决的一个关键问题. 新近出现的摄像机一维标定方法能够克服标定物自身遮挡,特别适合标定多摄像机系统. 然而,现有的摄像机一维标定研究主要集中在降低一维标定物的运动约束,而标定精度较低的问题未受到应有的关注. 本文提出一种基于变量含异质噪声 （Heteroscedastic error-in-variables,HEIV）模型的高精度摄像机一维标定方法. 首先,推导出摄像机一维标定的计算模型;其次,利用该计算模型详细分析了一维标定中的噪声,得出摄像机一维标定可以视为一个HEIV问题的结论;最后给出了基于HEIV模型的摄像机一维标定算法. 与现有的算法相比,该方法可以显著改善一维标定的精度,并且受初始值影响小,收敛速度快. 实验结果验证了该方法的正确性和可行性.     

红外摄像机组的一维标定物设计和标定

在标定过程中针对红外摄像机组缺乏颜色和纹理信息而无法完成标定点空间和图像坐标匹配,提出一维标定物设计准则。当一维标定物的标记点相互距离满足给定比例关系,通过标记点的像素距离作为判断条件,对标定的标记点空间和图像位置进行匹配。理论上证明了设计准则的可靠性。实验表明：满足设计准则的一维标定物操作简单、匹配方便,标定后红外摄像机组参数精度高。     

基于多视定位算法的多摄像机标定

针对多摄像机系统标定,提出一种基于多视定位算法的标定方法,标定过程只需一块可自由移动的平面模板即可,利用约束优化思想,将各摄像机坐标系转换到参考摄像机坐标系下,从而得到摄像机之间相对位置关系。标定操作过程简单,易于实现。实验结果表明,该方法是一种有效的多摄像机标定方法。     

五自由度立体视觉平台中摄像机的标定

文章从立体视觉与机器人控制集成的角度出发,建立了一个主动立体视觉跟踪和定位系统,用于柔性装配线中装配零件的运动跟踪和装配工位的精确定位。该系统采用基于平面正方形的摄像机标定方法,该方法要求摄像机在三个(或三个以上)不同的位置摄取一个标准的正方形的图像,经过图像处理找到正方形的四个顶点在图像上的坐标,通过计算就可以线性求解摄像机全部内外参数。该方法简单易懂,非常适合于摄像机内外参数频繁标定的场合,计算速度快、所需设备简单、实用性好。文章的最后,给出了使用文中提出方法进行标定的实验结果,说明了该方法的有效性。     

基于分道线的道路云台摄像机参数自动标定

为实现基于道路视频摄像机视频处理的运动车辆精确测速,提出基于分道线长度、车道宽度和分道线消失点的道路云台摄像机参数自动标定方法,以对摄像机焦距、俯仰角、旋转角、离地高度等参数进行自动标定.实验结果表明,在应用于基于视频处理的运动车辆速度检测时,所提方法与雷达测速在平均误差以及误差标准差方面远小于我国公路测速允许的误差上...     

基于投影矩阵的摄像机参数标定

摄像机标定的关键是第一步计算出来的外部参数和与畸变无关的内部参数的初值。由于初值的计算不是纯粹的线性问题,计算起来比较复杂。本文对此进行了改进,采用一种在计算投影矩阵的基础上,利用旋转矩阵的正交性进行算法改进的方法计算初值。实验结果表明,本文算法运算量较小,标定的结果精确度较高。     

一种基于平面模板的多摄像机标定方法*

对于均匀环绕四周的多台摄像机,先对每个摄像机利用Zhang的平面模板标定方法单独获得内参;在外参计算方面,提出了一种多摄像机外参标定的新方法,该方法在ICP(iterative closest point)算法的基础上,结合了VR(view registration)算法的约束优化思想,先通过两两相邻像机间自由移动平面模板计算两者的位置关系,最后将每一个摄像机统一到一个世界坐标系。标定过程操作简便,易于实现。实验结果表明,本方法能够满足后续三维重建所需的精度要求。     

再论一维摄像机标定

基于一维标定杆的摄像机标定是一种重要的标定方法.在已有的文献中,几乎所有的一维标定方法均需要一维标定杆在运动前后处于同一平面内,从本质上说,运动前后的一维标定杆等价于一种二维标定物.从射影几何的观点看,由于空间平面与图像平面之间的单应矩阵包含了所有的摄像机的内外参数信息,因此从理论上说,已有的一维标定方法所得到的关于对摄像机内参数的约束应该从单应矩阵的角度同样可以得到.文中对上述问题进行了尝试,得到了与文献中等价的关于内参数的约束.     

Camera calibration with moving one-dimensional objects

In this paper, we show that the rotating 1D calibrating object used in the literature is in essence equivalent to a familiar 2D planar calibration object. In addition, we also show that when the 1D object undergoes a planar motion rather than rotating around a fixed point, such equivalence still holds but the traditional way fails to handle it. Experiments are carried out to verify the theoretical correctness and numerical robustness of our results.     

一种基于结构张量的运动物体分割方法

视频中运动物体的分割是众多视频应用的前提。视频可以看作是三维时空中的对象,通过邻域的灰度值的结构方向来分析视频的运动。提出了时空结构张量进行运动物体分割的方法。首先分析了视频中物体的运动与灰度的变化的关系,然后删除了三维结构张量中与时间无关的信息,并将此时空结构张量用于视频中运动物体的分割。实验表明时空结构张量运动物体分割方法相对于传统的结构张量,分割准确,计算简单。     

Constraints on general motions for camera calibration with one-dimensional objects

This paper focuses on two problems in camera calibration with one-dimensional (1D) objects: (a) to find out the general motion patterns well suited for solving the calibration problem, and (b) to improve the robustness and accuracy of the method. Firstly, a sufficient and necessary condition for the solvability of 1D calibration with general motions is proved. Then the special motion of tossing a 1D object is provided as an example to illustrate the correctness and feasibility of this condition. After that some practical issues on obtaining the solution are inspected. By avoiding singularities, the precision and robustness of the method are improved: the relative mean errors are reduced to less than 5% at the noise level of one pixel which surpasses the state-of-the-art methods of the same category.     

改进的基于混合高斯模型的运动目标检测算法

针对传统混合高斯模型检测运动目标中存在的不足,提出了一种改进的基于混合高斯模型的运动目标检测算法。将改进的混合高斯模型与四帧差分相结合,有效地解决了突变光照的影响并消除了传统帧差法检测目标时容易出现的双影现象,改进的混合高斯模型自适应地调整了高斯模型的分布数量,提高了背景的描述精度。分情况讨论了物体的运动状态并分别设置不同的学习率,改善了对运动缓慢目标的检测效果。实验结果表明结合后的算法能对运动目标进行准确检测,对复杂场景有较好的适应性。     

基于对象的直线上区段综合限界计算方法

从微观角度入手,结合面向对象思想,提出以三维实体对象描述、投影和综合为核心的直线上区段综合限界计算方法。将桥梁、隧道、其他建筑物或设备等控制物视为独立对象,结合对象特征构造以基本体素分解与几何运算相结合的实体对象描述方法;沿线路纵向投影对象,并以纵横交替扫描对投影进行预处理,刻画对象对综合限界的控制形态;通过定义交点序列、内外边等概念,设计了以交点确定和边属性判断为主体的投影对象综合算法。面向对象区段综合限界计算方法在理论上与实际拟合准确,有效地避免了遗漏隐藏控制点,准确反映控制物的空间几何形态。算例证实了方法的有效性。     

基于聚类的背景建模与运动目标检测方法

为克服目前动态背景建模方法中计算量和存储量大的问题,提出了一种基于聚类的动态背景建模与运动目标分割方法。由于动态背景下每个像素的取值在时间轴上呈多峰分布形式,因此将每个峰看成一个子类,用聚类技术快速实现了动态背景的建模与更新,然后利用建立的背景模型快速、准确地实现运动目标的分割。实验结果表明：提出的背景建模方法能有效捕获并适应背景的动态变化,可显著降低目前动态背景建模方法的计算量和内存需求量,易于在基于DSP 或 FPGA等硬件系统上实时实现。     

基于超声波原理的开孔参数标定系统研究

针对传统的人工丈量方法标定开孔方位角和倾斜角存在操作程序繁琐、稳钻时间长、精度低等问题,设计了基于超声波原理的钻孔开孔参数标定系统。该系统采用超声波渡越时间检测法测量参考点之间的距离,并由单片机解算出钻杆的方位角,选用微机械三轴加速度计测量倾斜角,实现了全自动化的实时跟踪测量及智能化的钻机姿态调整语音指导操作;在误差允许范围内,可快速标定所需开孔参数。该系统提高了开孔参数标定精度、标定效率及煤矿管理水平,降低了矿工劳动强度和煤矿管理成本。     

面向对象的铁路超限货物轮廓计算方法

准确计算铁路超限货物轮廓有力保障货物运输安全、提高运输效率,是日常运输管理中一项必不可少的基础性工作。从微观角度入手,结合面向对象思想,提出以三维实体对象描述、投影和综合为核心的超限货物轮廓计算方法。将超限货物视为独立对象,结合对象特征构造以基本体素分解和几何运算相结合的实体对象描述方法;投影对象后以纵横交替扫描方法对投影进行预处理;通过定义交点序列、内外边等概念,设计了以交点确定和边属性判断为主体的投影综合算法。面向对象的超限货物轮廓计算方法在理论上有保证,拟合实际,有效避免遗漏隐藏超限点,准确反映货物的空间几何形态。算例证实了方法的有效性。