双CMOS仿生3D视觉传感器电路设计

针对目前3D相机中出现的图像数据易丢失、左右图像同步难等问题,提出一种可精确采集左右格式立体对图像的仿生3D传感器实现方法,可为仿生3D传感器的光路系统的检验及目标物三维重建提供精确三维坐标信息。为更好协调3D传感器在光信号处理中的点像素同步,采用现场可编程门阵列处理双OV3640图像传感器各信号,初始化后在像素时钟的准确控制下采集图像数据并完成输出图像格式转换、缓存、左右格式立体对图像拼接及输出显示验证。结果表明,3D传感器工作可靠、集成度高、体积小,可精确采集左右格式立体对图像。

单镜头真3D立体摄像技术

针对集成成像技术记录图像呈现立体深度小、图像摄取技术要求高等缺点,提出一种单镜头真3D立体摄像系统,并从系统结构、原理、核心元件参数设计、显示效果等方面对系统进行分析。研究表明,单镜头真3D立体摄像系统能记录并呈现更深的三维场景,且可在一定范围内进行焦距调整,其结构简单,有利于真3D立体图像技术的推广,具有较高的研究与应用价值。

基于3-D打印技术的新型微波/毫米波无源波导器件

综述了近年来基于多种3-D打印工艺的微波直至太赫兹频段无源波导器件的发展研究现状,并介绍了作者所在小组研制的多个基于立体光刻3-D打印工艺的滤波器(包括基于新型高Q值单模和双模球形腔体谐振器的X频段带通滤波器以及基于裂缝波导和紧凑片上结构的W频段带通滤波器).这些滤波器射频性能的测量与仿真结果吻合良好.与相同形状的铜制器件相比,采用非金属材料的3-D打印器件的重量减轻了80%以上,并保持了优良的射频性能.

3-D计算机视觉系统的高精度摄象机定标算法—DLTEAⅡ

本文在分析计算机视觉系统中摄象机几何模型的基础上,修正了光学镜头畸变模型使之与数字成象系统相配合,提出了一个非常适合于3—D计算机视觉系统的通用高精度摄象机定标方法:增强型直接线性变换—误差拟合算法(DLTEAⅡ).实验表明,使用普通CCD摄象机的立体视觉系统经DLTEAⅡ定标后,在300mm×200mm视场和0.8m～0.9m深度范围内其三维定位的绝对精度分别为dx<0.03mm,dy<0.04mm和dz<0.09mm,相对精度为视场大小和深度的1/10000.本文所提出的定标方法在三维计算机视觉、智能机器人、工业自动化生产、近景摄影测量和军事等领域有着广泛的应用前景.

3D视音频技术综述

随着2009年底卡梅隆导演的《阿凡达》影片的热映,三维立体(3D Stereo)显示技术成为目前火热的技术之一,通过左右眼信号分离,在显示平台上能够实现的立体图像显示。立体显示是VR虚拟现实的一个实现沉浸交互的方式之一,3D(3 dimensional)立体显示可以把图像的纵深,层次,位置等细节全部展现,观察者更直观地了解图像的现实分布状况,从而更全面了解图像或显示内容的信息。为了配合3D立体视觉环境,介绍了3D音频技术,它是未来的一个趋势,并且对3D音频技术的基本理论、声学特点和发展状况等给出了看法。

一种新的大场景3维重建算法

大场景图像集具有规模巨大、尺度多变、结构不整等特点。针对此类图像集,提出一种新的鲁棒稠密3维重建方法。该方法在选取图像的邻居图集时考虑了尺度鲁棒性,随后基于DAISY特征匹配和Patch Match信息传播计算深度图,然后利用深度一致性优化、融合深度图,最后利用重建3维点精度去除冗余点。深度图计算时相互独立,故提出的方法易在图像级并行,适合大场景3维重建。实验结果表明,该方法重建结果具有较高的精度和完整性。

浅议3维GIS基础数据获取的若干问题

随着科学技术的进步和应用的深入,人们已不再满足于2维GIS,而开始转向研究能真实反映客观自然空间的3维GIS。3维GIS的发展既存在有利因素,也面临必须克服的困难。3维空间数据的获取是3维GIS的基础,本文讨论了3维数据在采集、编辑、检查的生产过程中遇到的一些典型问题。

基于全周多视角的三维重建技术

提出一种基于圆分度台的三维模型拼接技术 ,其核心是把双目立体测量系统安装在步进电机控制的旋转平台上 ,旋转拍摄多视角下的场景影像 ,由所记录的相应角度值 ,通过坐标变换将不同视角场景模型进行三维拼接 .论述了旋转装置的参数标定以及同一视点下不同视角的坐标转换关系 .该方法只需一次标定 ,自动完成测量数据的采集与拼合 ,非常适合于近景场景下的三维数据采集与重建 .实验结果表明 。

一种月球车的环境重建方法

根据对月球车双目立体视觉系统及其工作环境的分析,提出了一种基于相机离线标定和区域生长的稠密匹配相结合的月球车环境重建方法,通过相机离线标定、极线校正和基于区域生长的立体匹配,得到月球车漫游环境的重构地图;首先,与常用的相机标定方法相比,基于OpenCV的相机离线标定在得到可靠的相机参数的同时,减少了三维重建的时间,提高了实时性;其次,通过极线校正和改进的区域生长立体匹配方法可以快速的得到稠密的月球车的环境深度图;实验结果证明了该方法的有效性。

图像三维重建法在震损建筑实体建模中的应用研究

震损建筑的震害研究对于建筑的震后安全评估具有重要作用,然而目前仅基于二维震害图像的方法,难以满足对建筑整体震损状况认识的需求。提出了应用图像三维重建法对震损建筑进行实体建模,实现震损建筑的三维模型重建。首先围绕建筑拍摄一系列图像,然后依次应用由运动恢复结构方法进行稀疏重建、多视图立体视觉方法进行密集重建,经尺度变换后,再用泊松表面重建方法进行表面重建,最后通过纹理映射方法重建出真实感强的三维模型。试验分析表明,方法对建筑的重建误差仅为1.5%,能够较好地满足整体震害研究的需要。

连续切片的计算机三维重建及立体视觉

本文利用计算机三维重建技术重建颞骨连续切片,恢复其内结构如迷路、面神经、鼓索神经、听骨链、肌腱等的原有三维形态,通过调色、移去部分结构、旋转使结构间关系更清晰。应用立体镜及立体图对方法产生重建结构的立体影像,强化了对所研究结构的三维形态及其空间关系的理解。结果证明此方法是形态学、体视学、计算机科学综合所形成的一个新的有力的解剖工具。

基于立体视觉的玉米植株三维骨架重建

提出了一种基于立体视觉原理的玉米植株三维骨架提取和重构方法,从两幅由特定角度拍摄的图像提取植株二维骨架信息,通过极线约束算法和设定合理的匹配准则,实现骨架特征匹配,获得三维骨架的点云信息并降噪,最终通过样条曲线拟合产生三维骨架模型。在该骨架模型基础上,能够进行叶长、茎叶角等作物重要参数的计算。试验结果表明,该方法可以快捷地重建玉米植株的骨架模型,且误差不超过2%。

黄海气旋数值模拟的可视化

对一次黄海气旋数值模拟进行了可视化研究 ,给出了气旋云系、锋面、流场、涡度场的立体图像 ,展示了可视化软件 Live

垂直及斜出水流场的二维及三维TR-PIV试验

本文对钝头回转体垂直及斜出水流场采用TR-(Time-Resolved)PIV技术进行测量,并对斜出水流场进行3D-StereoPIV(三维体视PIV)测量。文中介绍了测试技术及测量结果,揭示了出水过程中流动结构及其演变,展示了TR-PIV技术对具有瞬态历程特征的出水流场研究的适应性。

测量工件三维曲面的工业视觉测量系统

基于近场摄影测量技术提出一种测量工件三维面形的工业视觉系统．介绍了系统测量原理、系统构成和定标、工件三维面形测量实验及实验结果，详细讨论了影响测量精度的各种因素．

面向三维点云测量的双目立体匹配算法

在随机光场的辅助照射下,综合利用图像信息和几何约束信息,对匹配施加更多的约束,在匹配中即可以得到三维重建结果,从而使立体图像匹配和三维点云生成过程融为一体;提出了一种带权值的匹配窗口,在一定程度上改善了匹配效果;基于连续性约束,提出了用生长法给出初始匹配,可以极大地减少算法迭代次数,提高匹配速度。为了能够进一步提高算法的实用性,还讨论了灰度矫正处理方式对算法的影响。在实验中,完成了实际物体的三维表面点云重建,并与典型商用系统进行了重建结果的对比分析,验证了本文算法在精度和三维重建效果方面的优越性。

双目视觉在粒子图像测量中的研究

针对粒子测速系统中空间点立体匹配难、空间信息难以表示的问题,构建了基于双目视觉的三维粒子测速一般模型。模型中提出并采用了分层提取的逐层相关法:即先对三维空间进行二维切分,然后结合粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术与粒子追踪测速(particle tracking velocimetry,PTV)技术对不同帧的二维粒子层面进行相关处理并求出粒子运动矢量。最后平面校正实验、空间切片重构实验以及人工合成粒子图的测速试验均证明了该方法的可靠性,使用该方法可以较精确的得到可测范围内空间任意点的矢量场。

基于光度立体视觉的起皱织物表面形态重建研究

提出一种基于光度立体视觉方法对织物表面进行三维重建 ,先利用合成图像验证该算法 ,再将其应用于真实织物 ,该算法中结合了有限差分法 ,来获取织物的三维轮廓数据 ,并采用四个特征参数定量描述织物的起皱程度。

一种实用的计算机视觉三维微检测系统的研究

基于计算机立体视觉原理提出一种实用的三维微检测系统 ,介绍了系统的测量原理 ,系统构成 ,三维微检测的实验方案及实验结果 ,最后讨论了系统的误差的主要影响因素 。

基于双目立体视觉的时空域脉搏信号检测

模拟中医诊脉方式采集和量化描述时空域脉搏信号是促进脉诊客观化的重要途径。本文研制了具有气囊式仿指柔性探头的新型脉搏检测装置模拟手指诊脉。探头底部柔性接触膜随脉搏发生形变,两部相机同步拍摄接触膜图像。接触膜上印制网格状结构线,采用脊线拟合相交法检测网格线交点的图像坐标,利用双目立体视觉原理计算交点的三维坐标,通过曲面拟合重构接触膜形貌,获得含有时空域信号的三维脉图序列,从中提取的脉搏振幅0.353±0.032 mm。并且基于时空域脉搏信号提出七种脉象因素量化指标。