基于红外相机技术的广东大瑶山省级自然保护区鸟兽多样性及时空分布研究

【目的】为摸清广东大瑶山省级自然保护区物种本底资料,转变目前该保护区鸟兽多样性研究相对滞后的局面。【方法】于2020—2022年,在大瑶山自然保护区以1 km×2 km的公里网格法,布设了49台红外相机,对保护区内林下鸟兽多样性进行了调查。【结果】1)累计21505个有效相机工作日,共获得独立有效照片9113张;拍摄到59种野生动物,其中鸟类45种(隶属于8目19科)、兽类14种(隶属于3目9科)。2)在59种野生动物中,国家一级重点保护野生动物有1种,即黄腹角雉(Tragopan caboti);国家二级重点保护野生动物有白鹇(Lophura nycthemera)、仙八色鸫(Pitta nympha)、豹猫(Prionailurus bengalensis)等12种;IUCN红色名录易危(VU)物种2种;中国脊椎动物红色名录濒危(EN)物种1种,易危(VU)5种,近危(NT)10种;CITES附录Ⅰ和附录Ⅱ收录分别有2种和9种。3)相对多度指数较高的鸟类依次是:白鹇(15.92)、紫啸鸫(Myophonus caeruleus,1.81)、灰胸竹鸡(Bambusicola thoracicus,0.71)、虎斑地鸫(Zoothera aurea,0.39)和黑领噪鹛(Garrulax pectoralis,0.27);兽类依次是:赤麂(Muntiacus vaginalis,9.62)、鼬獾(Melogale moschata,5.24)、小麂(Muntiacus reevesi,1.99)、赤腹松鼠(Callosciurus erythraeus,1.67)、红腿长吻松鼠(Dremomys pyrrhomerus,1.30)。4)春季鸟类有效照片数和独立有效照片数最多;夏季鸟类丰富度和Shannon-Wiener多样性指数最低;冬季鸟类丰富度和Shannon-Wiener多样性指数最高,但独立有效照片数最少。夏季兽类独立有效照片数和Shannon-Wiener多样性指数最低;秋季兽类有效照片数和独立有效照片数最多;冬季兽类Shannon-Wiener多样性指数最高。黄腹角雉春季相对多度指数最高,冬季最低;白鹇和仙八色鸫夏季相对多度指数最高,冬季最低;豹猫秋季相对多度指数最高,夏季最低。5)广义线性混合模型结果显示:鸟类丰富度受高速公路、林分类型、地形和村庄的显著影响,鸟类丰富度在靠近高速公路、阔叶林、上坡位和村庄的区域较高;兽类丰富度受地形的显著影响,在山体中的平地和上坡位会较高。【结论】本次调查结果完善了保护区鸟类和兽类资源的时空分布信息,为大瑶山自然保护区进一步开展鸟兽多样性研究提供了基础资料,也为后续保护区的保护和管理工作提供了科学依据。

脉冲MIG焊铝工艺特性的研究

在数字化脉冲MIG焊机大量实验的基础上,通过高速摄像分析了脉冲MIG焊铝的一脉一滴熔滴过渡特点,总结出了铝的一脉一滴脉冲参数选择规律,并提出了一种新的铝的线性送丝速度模型。

非线性模型下的摄像机标定

摄像机模型的建立对于摄像机标定精度至关重要,针对该问题,对摄像机模型进行研究,对三种畸变模型进行分析,提出了考虑径向畸变和切向畸变的摄像机非线性模型,给出了在此非线性模型下,三维空间物点投影到二维像平面象素坐标的投影过程。同时在基于平面棋盘格的两步标定方法的基础上提出三步标定方法。将非线性模型应用到改进的摄像机标定算法中,实验结果表明:非线性模型下的改进标定算法具有更高的标定精度。

三线阵立体测绘相机构像及误差模型的建立

为了满足立体测绘系统的定位精度要求,在三线阵立体测绘相机研制基础上,通过建立三线阵立体测绘相机实用构像模型,确立被探测地面点在地面坐标系中的坐标与其像点在CCD坐标系中的坐标以及在统一的像平面坐标系中的坐标之间的数学关系式;并在此基础上,推导了三线阵立体测绘实用误差模型,分析影响系统定位精度的主要误差源,并根据相机参数进行综合定位精度分析,结果表明该系统可达到无控定位精度50m的精度要求,同时验证了构像模型及误差模型的正确性。

基于OpenCV的摄像机标定算法的设计与实现

本文针对基于视觉导航的无人驾驶汽车导航系统,提出一种基于OpenCV的传统摄像机标定方法实现摄像机标定算法.最后,通过测量标定板的顶点坐标来验证导航系统标定算法的精确度.实验结果表明,采用该标定算法测量系统的定位精度高,而且具有实用、简便、快速等优点.

一种改进的摄像机线性标定优化方法

现有的摄像机标定方法没有将高精度和简便性很好的衔接在一起。提出一种新的标定优化方法。首先选择主点位置在图像中心,纵横比为1作为初始条件;接着利用改进的摄像机线性标定方法,得到在同一摄像机坐标系下不同图像上所有标定点的摄像机坐标;最后利用摄像机坐标系下的这些三维点来优化内、外参数。实验结果表明:本文提出的标定方法得到的焦距误差在0.1mm以内,主点位置的最大误差在2pixel左右,测试点的最大误差控制在0.5pixel以内。本文提出的标定方法是一种简单、高精度的标定方法。

采用直线模型的相机参数优化方法

提出了基于直线模型的相机在线标定算法。该方法通过自动跟踪视频中物件的边缘,在线求解相机系统内外参数,同时建立物件边缘同图像边缘的对应关系。然后,利用物件边缘同图像边缘的对应关系,在相机内外参数初值的基础上,通过构建融合边缘端点信息的误差函数,迭代优化求解相机内外参数。进行了仿真和实物实验,分别使用提出的基于直线的标定方法和传统的基于棋盘格内角点的方法标定了相机内外参数,并对两种方法的标定结果做了对比。结果显示:在仅使用边缘信息的条件下,本文方法可以获得同传统的标定法一致的精度,标定后重投影误差(RMS)为0.6pixel。本文方法利用具有标准尺寸的物件即能实现相机内外参数的估计,且无需制备平面靶板便可获得与传统方法相同的标定精度,标定过程更为灵活,有实用价值。

一种基于共线特征点的线阵相机内参标定方法

提出一种利用共线的标定特征点确定线阵相机内参的方法。所有标定特征点均在线阵相机的视平面内。首先,标定过程中对标定特征点逐一成像,直接得到标定特征点和其对应像点,解决了空间标定点与像点的对应问题;其次,通过数学建模得到线阵相机的成像模型,联立多个位置处的成像模型解算出相机内参;最后,对影响线阵相机标定的因素进行分析及实验验证。理论分析和实验结果表明,文中的线阵相机标定方法简单灵活,无需制作精密的靶标,可获得大量标定点,提高了线阵相机标定的准确性和稳定性,实验得到成像特征点重投影像点位置偏差均方根为0.37 pixel。

基于有理函数模型的线阵CCD遥感影像水平纠正技术

利用有理函数模型替代严格传感器模型已经成为当前高分辨率遥感影像通用的数据标准。对于附加有理函数模型系数的线阵CCD遥感影像,提出了一种利用反解有理函数模型实现倾斜像片与水平像片转换方法。其主要原理同传统框幅式倾斜影像与水平影像的转换相似:将倾斜像片上像点投影到物方水平面上;然后在物方水平面上根据原始倾斜像片的地面采样间隔进行重采样,即可获取线阵CCD遥感影像的水平影像。最后通过试验分析比较原始影像和纠正后的倾斜像片,得出关于纠正后线阵CCD卫星遥感影像的几何特性。

三线阵相机体系定向模型研究

针对星载三线阵相机结构特点,提出一种新的三线阵相机体系空间方位表达形式,其中采用正视相机的外方位元素以及前、后视相机相对于正视相机的投影中心空间偏移量和相对旋转角共18个定向参数,以体现三线阵相机体系在动态成像过程中的内部几何关联。将该形式引入摄影测量光束法平差模型,有利于减少三线阵相机在多基线观测情况下的定向参数,提高定向解算的稳定性。仿真数据试验结果表明,文中提出的定向模型在同等的地面控制条件下能有效提高三线阵相机的摄影测量精度,为三线阵影像的几何处理提供新的技术途径,可望在三线阵影像空间信息提取中得到应用。

双线阵CCD交汇测量中的自动标定方法

针对CCD交汇测量系统中的初始标定困难、繁琐、重复误差等缺陷,提出了一种基于测量模型的自动标定方法.根据交汇测量原理,建立了测量系统的数学模型,并推导出自标定的模型.在相机焦距、倾角、光心坐标已知条件下,通过分析标定中各参量的函数关系,可利用线阵相机像元确定测量位置,精度可达到4 mm.

附加约束条件的DLT用于非量测数码相机的检校

从直接线性变换DLT的基本原理出发,分析了数码相机检校的DLT一般方法存在的缺陷,提出了附加约束条件的DLT相机检校方法的数学模型,并通过实验验证了其正确性和可行性。

基于DLT模型的一种数码相机检校方法

直接线性模型法是相机检校中常用的一种方法,在其基础上提出了一种适合计算机处理的数码相机检校方法,其通过改变像方元素的单位,就可使用现有的摄影测量程序直接处理数字影像。文中进一步讨论了像素尺寸大小对系统误差的影响,并对像素大小的必要测定精度进行了公式推导。最后的实验结果表明,该方法可以获得较好的校准结果。

单线阵CCD相机定位精度评估模型及几何误差研究

为满足单线阵CCD相机立体测绘定位的需求,研究了相机几何误差对定位精度的影响,并建立了它们之间的数值模型,为相机的几何指标分析和量化提供理论支持。首先针对单线阵立体成像特点,分析了几何标定和像点量测误差对定位结果的影响;然后以前方空间交会公式为基础,推导出定位精度评估模型。该模型给出了定位精度随几何标定和像点量测误差的变化规律;最后以IKONOS卫星为应用算例,验证了模型的正确性。

两线阵CCD相机几何指标差异对立体测绘的影响

为了准确、全面地揭示相机几何指标在立体测绘中的误差传播规律,研究了两线阵CCD相机几何指标差异与定位准确度之间的关系.针对两线阵立体测绘特点,分析了影响测绘定位的几何指标差异参量.在前方空间交会地面点计算公式的基础上,推导并建立了两线阵相机定位准确度模型,据此研究了内方位元素标定误差间的几何指标差异对定位准确度的影响规律.结果表明:主点位置x方向误差间的差异对定位准确度影响显著,当其值从1μm增至2.5μm时,定位准确度明显下降了60%,焦距f误差间的差异对定位准确度的影响几乎可忽略.本文所建立的模型与相关研究结论对两线阵CCD相机指标的量化与优化设计具有重要指导意义.

关于机器人足球视觉系统中场地标定方法综述

在机器人足球中,场地标定是视觉系统处理的第一步,是整个视觉系统的一个基本的,重要的问题。给出了场地标定的定义,根据摄像机几何特点和制造过程中的工艺误差,提出了将场地标定方法分为线性和非线性两种;介绍了根据这两种方法而建立的各种模型,这些模型已经应用在机器人足球视觉系统的场地标定中;研究结果表明,这些模型是有效的并各有优缺点,最后在两种标定方法的基础上提出了新的想法和思路。

影响摄像机标定的摄像机模型研究

文章讨论了摄像机模型中各种参数因子对标定结果的影响,评价了采用仿真数据模拟方式对参数的精度影响。

基于单视点调节相机模型的水下图像三维重构

水下图像成像过程中,每个场景点所对应的光线在传播过程中均经过多种折射率不同的介质,因此水下图像会产生折射变形,导致传统基于单视点相机模型的水下图像三维重构方法精度极大降低.在理论分析一个新的单视点调节模型对水下图像折射变形的补偿能力的基础上,提出一种高效、自动的水下图像三维重构及其非线性优化方法.为了验证该方法的性能,利用合成数据和真实图像对其进行测试,并依据重构有效性、重构误差等定量指标考察分析了实验结果.实验结果表明,提出的多视图水下三维重构方法可有效补偿水下场景成像空间变形,进而显著提高传统基于单视点相机模型的水下三维重构质量.

非线性优化模型的数码相机定标

通过构造非线性模型,对经典标定方法进行了补充,同时也解决了在样本数据较少情况下的数码相机精确定位问题。利用线性转换模型得到投影矩阵,设定‖m3‖=1为约束条件,通过分解参数矩阵求出数码相机内外部参数,并将其作为非线性优化模型的初始值;然后构造非线性优化模型,建立目标函数J=n∑i=1‖pi-p(A,k1,k2,R,ti,Pi)‖2,求解在约束条件h1T(A-1)TA-1h2=0和h1T(A-1)TA-1h1=hT2(A-1)TA-1h2下的最优解,从而实现数码相机的精确标定。对给出的单样本情况进行了求解,结果表明此算法可以达到较高的精度。

一种适用于视频全站仪的数码相机检校方法

直接线性变换法是相机检校中常用的一种方法,在此基础上提出一种可应用于视频全站仪的数码相机检校方法,通过改变像方元素的单位,就可不必考虑标准单位和像素单位间的转化因子问题。进一步讨论了像素尺寸大小对系统误差的影响,并对像素大小的必要测定精度进行了公式推导。试验结果表明,该方法可以获得较好的校准结果。