多镜头组合式全景相机结构参数标定方法

全景相机因其能提供广阔视野和丰富的环境信息,多适用于空间舱外机器人的视觉引导与定位。为给全景视觉定位提供高精度的系统结构参数,提出了一种多镜头组合式全景相机结构参数标定方法。用高精度摄影测量系统完成对所建标定场的测量,通过标志点在世界坐标系下坐标及其像面坐标,确定四台相机的绝对位姿;然后以世界坐标系原点与各相机的位置关系建立约束,求解基准相机与其他三台相机之间的位姿转换关系,即为系统结构参数。实验结果表明,全景相机中所有相机标志点像面反投影误差的标准差为0.8275μm(1/9 Pixel),全景相机所有结构参数的相对位置标定误差为1.03 mm,相对角度标定误差为0.03 rad。本方法可以满足空间舱外机器人的全景视觉定位对于系统结构参数高精度的需求。

基于全景相机和全向激光雷达的致密三维重建

为了实现360°全景三维重建,提出一种基于全景相机和全向激光雷达的联合标定和数据融合方法.采用二维平面靶标进行联合标定,克服传统方法中提取雷达数据边缘信息不精确导致的误差,并且标定过程简单.在此基础上,提出一种基于超像素分割的致密三维重建算法,得到与物体平面一致的超像素块分割结果,根据超像素块内三维点估算物体平面,推算每个像素的深度信息,得到致密的三维重建信息.结果表明,该算法标定结果精确,三维重建景物轮廓清晰,色彩对应准确.

车载全景相机的影像匹配和光束法平差

提出一种针对车载全景影像序列的自动匹配和光束法平差方法。首先在单景鱼眼相机上进行多特征联合的初匹配;然后将同名特征投影到全景相机坐标系,并利用GPS/IMU数据进行粗差剔除和精匹配;再建立全景坐标下的透视投影几何模型,对匹配获得的连接点进行GPS/IMU辅助的光束法区域网平差,根据连接点的距离设定初始权,并通过选权迭代法剔除粗差,获得最终平差结果。试验结果表明,本文所提出的多特征匹配和全景坐标系平差的方法能够很好地处理全景相机的连接点提取和平差问题。

利用嫦娥三号全景相机数据构建沉浸式虚拟月表环境系统

为辅助月球科学家在嫦娥三号巡视探测任务中全面了解巡视器周围的探测环境,利用嫦娥三号巡视器全景相机获取的双目立体图像以及天文星表数据,基于四通道立体投影设备,构建了沉浸式虚拟月表环境系统.介绍了所实现的虚拟月表环境系统的系统功能、系统结构及构建流程,并对虚拟月表环境系统的真实性建模、重投影算法、"沉浸式"实现等关键技术进行了详细的介绍.实际应用表明,该系统不但出色地在嫦娥三号任务中完成任务,而且还在后续科普活动中发挥了重要作用.

基于折光鱼眼全景相机的双目立体视觉标定

面向鱼眼立体视觉系统标定,针孔等传统成像模型对高畸变镜头建模存在不准确问题,本文基于统一球面投影机理,建立了折光鱼眼全景相机的双目立体视觉投影模型,并对此双目立体视觉系统进行了标定。标定过程中,首先利用Hough变换实现了全景图像中角点的精确检测,在此基础上,利用Levenberg—Marquardt(L-M)法对相机内、外参数进行精细化估计,从而实现相机的准确标定。相对于传统的双目鱼眼相机标定法,通过对比实验验证了双目立体视觉标定方法的优越性。

多影像空三平差辅助下的车载全景相机严密标定方法

针对目前全景相机标定方法的研究现状,提出了一种多影像光束法空三平差辅助下的全景相机内参数严密标定方法。首先建立全景相机标定场,对组成全景相机的每台单相机的内参数进行标定;然后按照预先设计好的摄影参数,旋转摄影获取全景相机在标定场中多个不同摄影方向的影像,利用其中一个摄站的标定影像和物方控制点通过空间后方交会的方法解算单相机之间的初始相对方位元素,即粗标定;最后将所有摄站的标定影像构建区域网并进行光束法空三平差,获取精确的全景相机参数,即严密标定。试验表明,文中提出的全景相机标定方法可以提高标定结果的精度和可靠性,为全景影像的拼接、量测及真彩点云的生成等后续研究和应用奠定可靠的基础。

扩展共线方程结合车载组合全景相机影像区域网平差

利用扩展共线方程实现组合相机单片影像的空中三角测量,通过该方法来提高全景影像的定位精度。由于组合全景相机中各子相机刚性固定,相机间的相对位姿参数可以精确标定,因此利用扩展共线方程模型,可以将组合全景相机的构像单元从单个子相机影像扩展为整个组合相机获取的多张影像。与已有的球模型方法,包括球理想模型和球严密模型方法相比,本文所用的扩展共线方程方法使用各子相机影像像点作为观测值,避免了球模型方法中由各子相机摄影中心不重合导致的球模型投影误差和摄站内重叠区域融合误差。试验结果表明:与球模型方法相比,本文方法无需模型投影和摄站内重叠区域融合等繁琐的处理过程,避免了由其引起的精度损失,保证了空三网稳定性的同时提高了定位精度。

月面巡视探测器导航和全景相机标定方法研究

提出一种基于自检校光束法平差模型的月面巡视探测器导航相机和全景相机的高精度标定算法。详细推导利用二维直接线性变换模型求解相机参数和像片外方位元素初始值的方法;推导利用自检校光束法平差模型求解相机参数和像片外方位元素精确值的方法;最后利用一对工业镜头模拟月面巡视探测器导航相机和全景相机,并获取一组实际数据对算法进行试验,验证该算法的精度和可行性。

车载组合全景相机单片影像匹配算法

车载组合全景影像存在严重的射影变形,纹理单一重复,造成全景单片影像匹配同名点的正确率低。由于纹理重复方向、运动物体的移动方向与摄影基线方向一致,用随机抽样一致性算法(RANSAC)结合极线几何不能有效地剔除此类误匹配,该文建议一种适宜车载组合全景单片影像的匹配流程。首先提取Harris角点特征,SIFT描述符描述特征和距离比阈值约束匹配初始同名点;然后,RANSAC结合极线几何初步剔除误匹配,特征点追踪获取同名点的多视对应,利用GPS和IMU提供的影像外参数多片前交剔除误匹配;最终通过地面点的反投影像点模板匹配,进一步增加同名像点的重叠范围。据实验分析,本流程匹配到的同名点不含有粗差,且数量充足,可满足后续空中三角测量的需要。

全景相机领域的中国专利申请分析——从分布、申请人和技术领域看中国专利申请

以全景相机领域的专利申请为研究对象,结合该领域在国内的专利申请量、申请人等内容,对全景相机领域的中国专利申请进行分析,并根据分析的结果给出几点有益的建议,以期为国内研究和产业化发展提供一些有益的借鉴。

基于平面二次曲线的非单视点全景相机标定方法

全景相机的标定一般是在单视点环境下进行的,但由于单视点约束条件较为苛刻,所以系统很难精确标定。因此研究在非单视点下的全景相机标定问题有很大的应用价值。本文提出一种基于平面二次曲线计算非单视点折反射全景相机反射镜位置与姿态的标定方法。该方法在标定过程中不需要非线性迭代,可直接获得反射镜位置与姿态参数的解析解。最后本文进行相关的标定实验,用全景透视和柱面展开图像验证标定结果,验证了本文提出的标定方法准确有效,且计算简单,易于实现。

全景相机摄影技术在建筑施工中的应用

全景相机摄影技术在近几年应用于建筑施工领域,并且凭借其能代替图片浏览的特点,在各大项目中广泛使用。管理人员通过全景照片能快捷、迅速了解现场实际施工进度,为下一步施工部署做准备。使用全景相机摄影可以生成360度全景照片,给项目施工人员带来全新的漫游式视觉体验,施工过程全阶段记录,达到施工过程可追溯、施工工艺全记录的目的。现实应用中也表明该项技术可以为项目带来很大的帮助,在方案部署、场地规划等不同工作中助力工程建设。

影响棱镜扫描式全景相机照相质量的主要因素

简述棱镜扫描式全景相机的基本原理和特点。根据大量的试验数据,详细地分析得出棱镜、象速度和胶片运动速度之间的同步误差以及温度变化是影响相机照相质量的主要因素的结论。文章还讨论了提高速度同步精度的技术途径。

基于RIEGL VZ-400及Ladybug3全景相机的移动激光测量系统的研制及应用

广州市城市规划勘测设计研究院与首都师范大学联合研制了华南地区首套"基于RIEGL VZ-400及Ladybug3全景相机的移动激光道路测量系统",系统各项技术指标与国外高端测量型的车载激光系统相当,总成本仅相当于国外高端产品的三分之一,并形成了一系列自主知识产权成果。依托该套移动激光道路测量系统,开展了诸多生产实践,总结出了移动测量系统外业数据采集和内业数据处理的工作机制,形成了包括全景影像与激光点云的精确配准与专题信息提取、全自动快速三维建模及纹理贴附、具备探面快速定位功能的可量测网络版街景展示等一系列示范性成果应用。

棘爪凸轮间歇机构在新型机载全景相机上的应用

本文探讨了全景相机中的机械协调问题；简述了棘爪，凸轮新型机构的设计思想及其工作原理。

某企业低空全景相机研制保障条件项目职业病危害预评价

目的调查分析低空全景相机研制保障条件项目中存在的职业病危害因素种类,进行职业病危害程度分级,为预防、控制和消除建设项目可能产生的职业病危害、防治职业病、保护劳动者健康:为建设项目审批提供依据。方法采用类比调查法进行评价,并与检查表法和定量分级法相结合。结论生产过程中存在的主要职业病危害因素:汽油、乙醚、苯、二甲苯、甲苯、丙酮、粉尘有砂轮尘、金属尘、其他粉尘、噪声等。该项目属严重职业病危害项目,从职业卫生角度分析是可行的。

全景相机传感器成像几何模型及检校研究

地面数字全景相机能够直接在水平方向上形成连续影像，这一特性决定了其具有高效三维目标重构潜力，因此建立适用的传感器模型以挖掘地面数字全景相机的潜在量测精度显得很有必要。本文使用了一种新研的地面数字全景相机进行有关试验，设计了与传统小孔成像模型有着根本区别的特有数学模型，并对所设计传感器模型进行精度评估；同时，给出了相机的三维点定位精度测试结果。

组合式全景相机成像模型的标定与分析

在移动测量系统的传感器标定时,精确解算全景相机的外方位元素是一个重要环节。针对使用全景相片来解算全景相机外方位元素的问题,介绍了理想全景相机成像模型和严格全景相机成像模型的原理。为了对这两种模型进行评价,设计了室内、室外两种情况下的两次基于全景相片的空间后方交会实验,使用最小二乘法解算了两种模型全景球坐标系的外方位元素。对两种相机成像模型解算的外方位元素进行精度比较。结果表明,理想全景相机成像模型存在系统误差,但在物距较大时,其对测量精度影响较小;而严格全景相机成像模型对系统误差进行处理,其模型更优。本结论对使用全景相片进行摄影测量计算有一定参考意义。

基于特征点匹配的全景相机图像拼接方法研究

全景相机可获取农机周围360°范围内的图像信息,具有覆盖范围大等特点,但需要对多镜头获取的图像进行拼接与融合,才能生成全景图像,为农机避障提供支持。以雷沃欧豹拖拉机为试验平台,搭载全景相机,获取实验农场的农田图像数据。首先对多幅图像进行预处理,包括通过柱面投影变换统一坐标系,采用基于特征点的SIFT算法提取图像的特征点并进行匹配;针对传统SIFT算法存在错误匹配而影响图像拼接质量的问题,使用RANSAC算法进行多次优化迭代,达到剔除错误匹配点的效果;针对匹配后生成的图像变换矩阵,为防止其线性结果不稳定并进一步优化结果,采用非线性的LM算法进行优化,使用线性加权平滑算法对图像进行融合,实现全景图像的生成。试验采用计算图像重叠区域相关系数定量评价图像拼接效果,并对获取的30组共60幅图像采用RANSAC算法和LM算法进行处理。结果表明,经过RANSAC算法处理后,误匹配点得到明显剔除,匹配特征点之间的平均几何距离偏移量明显减小,其平均值由39.4013像素下降至0.5819像素,相关系数由0.2878上升至0.7249。与手动设置阈值的剔除误匹配点方法进行了比较,经过RANSAC算法处理后的平均相关系数为0.7249,大于阈值设为0.4时的0.5933,以及阈值设为0.6时的0.2007,证明该算法能够实现多种情况下的图像拼接,剔除误匹配点;经过LM算法处理后,平均几何距离偏移量由0.5819像素进一步下降至0.5693像素,平均相关系数由0.7249进一步上升至0.7261,证明图像变换矩阵得到进一步优化,全景图像的拼接质量得到进一步提高。

一种改进720°全景相机底部图像拼接方法

针对支架等遮挡物对720°全景相机底部图像造成遮挡的问题,本文提出了一种基于分步拍摄的消除底部支架遮挡方法。通过对侧面、顶部一次拍摄和对底部两次拍摄消除底部遮挡。在此基础上,针对侧面、顶部、底部图像亮度不一致问题进行了优化。基于全局的匀色算法会导致不同区域的图像互相影响,造成匀色结果的偏差,提出了一种基于区域生长法图像分割的Wallis匀色算法。实验结果表明,本文方法能够消除底部图像遮挡;使用本文算法匀色,图像颜色差异较使用基于全局算法减小59.3%。