二维投影变换模型的单应矩阵表示

随着科学技术的发展,图像配准技术在许多领域中被广泛的应用.而单应矩阵是图像配准中的一个重要变换矩阵.文中论述了二维平面成像的投影变换模型并给出其单应矩阵表示的详细推导.对初学图像配准的人理解和运用单应矩阵有一定帮助.     

人体指示位置实时估计系统的DSP实现

为了实现更为自然的人机交互,利用机器视觉方法,设计了人体指示位置实时估计系统,建立了系统的几何模型.并利用DM642芯片在图像处理中的优异性能,开发了集图像采集、处理以及传输功能于一体的通用硬件平台.通过在实际工程中的应用和精度实验分析,证明了系统的有效性和实用性.     

基于平面模板的摄像机两步标定方法

摄像机标定是计算机视觉中的一个重要问题.基于平面模板的摄像机两步标定方法,该方法只要平面模板在摄像机前运动,并拍摄其不同位置的图像,标定中提取平面模板在每个位置获得图像的网格角点,建立每幅图像对应的单应性矩阵,第一步线性求解内外参数,第二步对线性结果进行非线性优化,实验结果表明该方法具有较高的精度,而且简单、有效、实用.     

基于结构光与单应的投影机几何校正

提出了一种基于结构光与单应的投影机 自动几何校正方法。利用分布在感兴趣点(POI)位置上的光敏传感器捕获投影机投射的结构 光模式序列,并转化为投影机像平 面内的坐标值,计算出目标投影平面与投影机像平面间的单应矩阵;再利用单应矩阵对投影 图像进行透视 变换,实现几何校正和显示区域最大化。通过不同环境条件下实验测试,本文方法能准确地 定位POI的坐标,使投影画面准确投射到目标投影面上,并达到较高精度。 本文方法操作简 单快捷,无需借助相机, 且校正过程不易受外部环境影响,具有较好的鲁棒性。     

基于平面模板的摄像机标定方法比较

Zhang、Bouguet和Heikkil ae三种方法是目前较为常用的基于平面模板的摄像机标定方法,不同的方法采用不同的标定模板。本文在理论分析和实验研究的基础上,分别对上述三种方法的标定精度、算法速度和应用条件等进行比较,并分析了它们之间的相互关系,为后续的研究提供参考。     

基于特征匹配拼接的大锻件测量研究

在对大锻件尺寸非接触测量的研究中,为有效解决传统双目视觉测量视野狭小的问题,文中提出一种基于图像特征拼接的测量方法,首先通过理论分析和实验重点研究了相关特征检测算子,使改进后的算子不仅提高了检测效果,提升了匹配精度而且鲁棒性更强;然后结合余弦相似度原则和RANSAC法完成大锻件截面轮廓拼接,最后通过摄像机标定原理得到截面尺寸。通过多组实验结果与实际数据相比较,表明文中方法确实能有效测量大锻件截面轮廓尺寸。     

采用地平面约束的双目PTZ主从跟踪方法

在视频监控领域,包含PTZ（pan-tilt-zoom）相机的双目主从系统可以同时获取跟踪目标的全景信息和高分辨率信息,因此得到了广泛研究与应用。针对智能视频监控的需求,提出了一种基于地平面约束的双目PTZ主从跟踪方法。该方法分为离线标定和在线实时跟踪两个阶段。离线阶段,利用两相机不同视角间的目标匹配关系计算地平面所诱导的单应矩阵,提出了一种从两相机同步视频流中自动估计单应矩阵的方法,该方法与传统方法相比具有不需要标定物和人工干预的优点,然后采用匹配特征点的方法估计相机的主点和等效焦距。在线实时跟踪时,通过单应变换建立主从相机之间的坐标关联,并利用离线阶段标定的主点和等效焦距估计从相机控制参数,从而实现主从跟踪。与其他算法相比,该方法可以应用于宽基线的情形,能够适应目标深度的变化,满足了实时性的要求。室内、外场景的多组实验验证了所提方法的有效性。     

利用双神经网络的相机标定方法

计算机视觉中,摄像机标定作为摄像测量技术的前提,是必不可少的一个环节.针对目前基于神经网络的相机标定方法训练精度不够高的问题,提出了一种基于双神经网络的相机标定方法.该方法从成像模型出发,推导出相机坐标Zc是世界坐标Zw和像素坐标μ,v的函数,在考虑了Zc的变化的基础上,将成像模型简化成两个函数关系式,使用两个神经网络进行标定,分化了单个神经网络的任务量的同时又充分遵循了成像模型.实验结果表明,较其余基于神经网络的相机标定方法,该方法提高了相机标定的精度,在400 mm×300 mm标定范围内平均标定误差为0.1786mm,验证了所提方法的可行性和有效性.     

一种多视点平行阵列摄像机标定方法

摄像机标定技术是从二维平面图像中获取三维信息的重要前提,是计算机视觉的关键技术,在视觉导航、运动分析、三维重建等领域得到了广泛的研究和应用。文中针对多视点平行阵列摄像机系统实现了一种利用HALCON提供的丰富函数库,开发了八视点平行阵列摄像机标定。然后通过Maya构造虚拟实验场景,验证了所提方案的有效性。最后将所开发的程序移植到通用Windows平台,并集成视频采集系统中。     

激光切割视觉系统单目摄像机快速标定方法

针对目前激光切割机结合视觉切割行业中现有的张正友一般圆点标定算法中存在计算量大、结果不稳定的问题。提出一种基于九圆点的摄像机自标定算法。算法首先计算出图像和定义在世界坐标系X-Y平面上的模板之间的单应性矩阵,利用该单应性矩阵线性求解出摄像机内参,然后考虑非线性畸变因素,求解出畸变系数。最后在矫正后的模板中求出内外共八个仿射投影矩阵,并取其均值做为最终投影矩阵来求解出世界坐标。实验结果表明:该算法比现有的基于圆点的摄像机自标定算法更快速、更稳定,达到精度更高。     

基于Poncelet定理的相机参数简易标定法

针对目前常用的摄像机标定方法需要参数分解及参数间耦合所带来的问题,根据Poncelet定理以代数方法推导了平面透视投影的中心线方程,分析了中心线与摄像机内参数主点的位置关系,研究了一种基于平面透视投影中心线的标定方法。利用该方法不仅可以避免单应矩阵参数分解,而且解除了主点、焦距和透镜畸变之间的耦合效应,从而提高了标定效率。实验表明该方法标定过程简易、精度较高,优于目前典型的简易标定法。     

基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计

为了缩短热物理激光光斑位置的测量周期,提高热物理激光光斑位置的测量水平,提出了基于计算机视觉的热物理激光光斑位置精确测量方法设计.利用计算机视觉技术计算热物理激光光斑的初始位置,根据热物理激光光斑位置特征的提取流程,完成了热物理激光光斑位置特征的提取;利用热物理激光光斑质心位置与解算值的关系式,得到了热物理激光光斑的估...     

基于人机交互界面的碎纸片拼接复原

2013年的全国大学生数学建模竞赛提出了碎纸片的拼接复原的问题,然而绝大多数论文都先设置了不同筛选条件对碎片进行筛选得到最有可能处于同一行的碎片,然后再逐行对得到的碎片进行手工调整得到完整的还原图,笔者认为这种方法效率不是很高并且存在一些难以克服的精度问题,从而在本文中给出了一种通过人机交互界面的优化模型来实现碎片复原的思路和算法,其复原效率可达到90%或95%以上。     

一种单镜头立体成像方法的研究

分析了当今主流商用立体摄像方法的原理和优缺点,特别针对双目立体摄像机标定难的缺点,提出了一种单镜头双孔立体成像方法。该方法只需一个镜头,通过在镜头前加装2个小孔,控制2个小孔分时开合,即可摄取场景的不同侧面,由此便得到了一幅双目立体图像对。实验结果表明,该立体成像方法可以在避免复杂的多摄像机标定的情况下取得较好的双目立体成像效果。该方法的创新点在于只需一台摄像机、一个镜头在固定位置就可以拍摄双目立体图像,避免了对多个摄像机进行标定,减轻了立体成像中摄像机标定的难度。     

基于图模型的小尺寸飞行器地面试验中位姿估计方法

在多飞行器地面试验位姿估计中,由于跟踪算法导致的跟踪轨迹不连续会使得位姿估计产生累积误差,为了实现位姿的精确估计,提出了一种基于图模型的全局位姿估计非线性优化方法。首先,建立了一个飞行器地面视觉位姿估计系统。然后根据飞行器上特征点的数目提出了一种向量交叉式的飞行器位姿解算方法,求解得到数据已关联飞行器位姿估计值。利用中介坐标系法求解得到轨迹段初始位姿节点在测量坐标系下的值,最后,在图模型基础上下,对整个量测过程中飞行器的位姿估计结果进行非线性全局优化减小线性算法的累积误差,并通过仿真与实际实验对飞行器位姿估计算法的可行性与精度进行验证。实验结果表明:在测量范围为6 000 mm×6 000 mm×3 000 mm的范围内,飞行器尺寸约为400 mm,特征点三维定位精度为2.9 mm的条件下,基于非线性优化的飞行器位姿估计算法的理论精度分别可达0.5°(3σ)与3 mm (3σ),实际绝对测量精度分别可达1.3°(3σ)与4 mm (3σ),基本满足地面试验对多飞行器编队算法开发以及制导控制系统性能长时间评估稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。     

一种基于极线约束的激光条纹匹配算法

提出了一种基于极线约束的激光条纹匹配算法.先通过双CCD摄像机摄取左右两幅图像,然后对图像进行预处理.处理之后的两幅图像是在不同视角下摄取的两条单像素宽的激光条纹,在极线约束和连续性约束的理论基础上,提出了一种直线和曲线求交的匹配方法,从而实现了激光条纹的快速精确匹配和激光扫描线的三维重建.     

基于小尺寸靶标组合的大视场摄像机标定方法

摄像机标定是计算机视觉中的一个重要过程。大视 场摄像机标定中,大尺寸靶标加工困难,而使 用单一小靶标只能得到局部最优解。本文针对这一问题,提出一种基于小尺寸靶标组合的 大视场摄像机标定方法。利用摄像机多项式投影模型,通过差分式求解方法将各个小尺寸靶 标组合成一个大尺寸靶标,然后使 用大尺寸靶标对大视场摄像机进行精确标定;在小尺寸靶标组合过程中,为了消除 利用差分式方 法进行求解时各个小尺寸靶标间只能平移、不能旋转的安放限制,提出了一种基于交比不变 性的直线夹角 求解方法,并设计了相应的复合靶标,提高了方法的灵活性。仿真和实际的实验结果表明, 本文所提方法能够实现对大视场摄像机的精确标定。     

利用背景高斯核密度估计的运动目标检测方法

运动目标检测是当前计算机视觉、图像理解、信号处理领域的研究热点之一,在研究了现有大量算法的基础上,通过比较各种算法之间的有效性,并结合工程实际,提出了一种利用图像灰度信息进行背景高斯核密度估计的运动目标检测方法.由于该方法保留了背景的多个模态,通过引入面积阈值来消除大的噪声和判断背景是否发生了突变,当出现大的噪声未被消除或者背景发生突变的情况时,能够重新更新背景样本集,适应背景突变.实验结果表明:该方法不仅可以很好地处理背景中存在周期运动干扰的情况,并且可以适应背景突变,较好地去除了虚警、误警,有效地降低了摄像机抖动、树叶摇动、下雨天气等背景复杂情况下的误检率,准确地检测到了运动目标.     

利用仿射变换和互相关法的航侦图像快速拼接

根据某型航空侦察CCD相机的工作原理,提出了一种适用于该相机图像的快速拼接方法.首先运用相机工作参数估计相连图像间仿射变换模型参数,进而初步确定图像重叠区域;然后在估计的重叠区域内采用互相关配准方法精确估计配准参数;最后采用双线性插值方法对图像重叠区域进行融合.实际运行结果表明,该方法不仅能有效减少图像拼接时间,降低图...