Development and calibration of the Moon-based EUV camera for Chang'e-3

The process of development and calibration for the first Moon-based ex- treme ultraviolet （EUV） camera to observe Earth＇s plasmasphere is introduced and the design, test and calibration results are presented. The EUV camera is composed of a multilayer film mirror, a thin film filter, a photon-counting imaging detector, a mech- anism that can adjust the direction in two dimensions, a protective cover, an electronic unit and a thermal control unit. The center wavelength of the EUV camera is 30.2 nm with a bandwidth of 4.6nm. The field of view is 14.7° with an angular resolution of 0.08°, and the sensitivity of the camera is 0.11 count s-1 Rayleigh-1. The geomet- ric calibration, the absolute photometric calibration and the relative photometric cal- ibration are carried out under different temperatures before launch to obtain a matrix that can correct geometric distortion and a matrix for relative photometric correction, which are used for in-orbit correction of the images to ensure their accuracy.

一种多方位移动式双目相机标定方法研究

提出了一种移动式双目相机标定方法。该方法以传统张氏标定算法为基础,通过拍摄标定板的连续性视频替代传统抓取不同位姿的标定板图像进行双目相机标定。为了验证该方法的可行性,开展了静态双目标定与上-下、下-上、左-右、右-左等多方位移动式双目相机标定实验。通过实验可知,移动式双目相机标定替代传统静态标定具备可行性,其左-右方位更优,双目相机的有效焦距误差位于[2,3]pixels,重投影误差为0.06 pixels。

变电站视觉检修技术中相机标定方法研究

基于机器视觉的变电站检修技术,通过重构变电站结构能够有效检测工作人员与高压设备之间的安全距离,提高检修工作的可靠性并保障人员的安全性。在进行变电站检修工作时需综合考虑安全距离、相机采集信息的范围、相机与检修设备之间的距离等因素。首先,基于张正友标定法,分析采集到的图像中的坐标与世界坐标之间的关系;然后,根据相机的精度、景深等参数,结合张正友标定法获得的坐标转换矩阵,精确计算出相机与检修设备之间的最佳距离;最后,搭建模型验证了算法的有效性。

双目立体视觉摄像机标定及精度分析

以VC++为开发平台,采用开源的OpenCV函数库实现张氏标定算法;以标定板上的角点为测量对象,进行双目立体视觉系统的三维数据测量.采用标定获得的摄像机参数对模板图像进行校正,使用Harris算子进行角点提取,并对各行各列角点进行最小二乘直线拟合,以其交点为最终的角点位置,最后进行角点匹配与反求.测量结果的精度分析表明:该方法具有较高的测量精度,符合实际的测量要求.

张氏标定法在双目视觉脉搏测量系统中的应用

针对双目视觉脉搏信息测量系统中相机微距工作、公共视场小、成像范围有限的特点,研究相机标定的原理和方法,实现双目视觉系统的标定.采用微型黑白棋盘格高精度标定板,在自制背光源辅助下,双目视觉脉搏信息测量系统中的左右相机同步采集高质量标定图像,基于张正友标定方法,对系统进行标定,标定结果精度较高.基于该标定方法的脉搏幅度测量结果的标准偏差控制在0.040 0以下,结果稳定可靠,故该标定方法可用于脉搏信息测量系统的标定,为后续脉搏幅度的精确提取及脉搏形态三维重构打下良好的基础.

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。

锻压线搬运机器人的视觉标定

针对传统锻压生产线机器人与工件标定方法耗时长、精度低等问题,提出一种视觉标定的方法,确定机器人与工件的位置关系.利用摄像机参数标定工具箱实现对平面标定模板的角点提取和校正,得到摄像机的内外参数.通过示教工件坐标的试验,验证了该标定方法的可行性.结果表明:该方法可以保证机器人对工件快速准确的抓取,得到工件坐标的平均误差在0.3%以内,标定精度达到生产线的实际要求.

计算机视觉中摄像机标定精度评估方法

介绍了两种经典的摄像机标定精度评估方法:Tsai提出的测量3维世界精确程度的准则和Weng提出的NSCE、NCE准则。在此基础上,提出了一种基于棋盘格长度的标定精度评估方法。该方法通过交会测量得到的多个棋盘格的边长与实际边长的误差量来衡量摄像机标定的精度,能够比较形象地描述标定结果的精度。

OpenCV耦合改进张正友算法的相机标定算法

视觉系统中的相机,由于透镜本身原因,采集到的图像往往会发生一定的畸变,从而影响后期的图像处理精度。当镜头与图像平面夹角过小,或者标定图像次数过少时,普通标定算法往往存在标定不准,效果不佳等问题。对此,文中提出了开源计算机视觉库(Open Source Computer Vision Library,OpenCV)耦合改进张正友标定算法的的相机定位机制。首先研究了发生畸变的原因;再对普通张正友算法进行改进,随后通过OpenCV,计算出相机内参数、畸变系数、偏移向量和旋转向量;最后结合改进后的张正有算法和OpenCV函数编程实现相机标定机制。实验结果显示:与未改进的张正友标定算法相比,在镜头与图像平面夹角过小,或者标定图像次数过少时,文中机制具有更好的标定效果,在实际工程中具有较大的应用价值。

几种经典相机标定方法的精度分析

相机标定技术已在砚觉测量领域被广泛应用，但是在具体的工程实践中还没有一个明确的标准来判断不同标定方法的精度及其适用的场景和条件。本文针对几种经典相机标定方法，分析影响其标定结果的各种可能因素，通过实验验证获得了DLT、张氏标定法以及两步标定法的最优标定精度，并构建了各主要影响因素对每一种标定方法结果的影响曲线，为相关工程作业的实施提供了参考依据。

摄像机标定算法研究

在计算机视觉中,准确快速计算出摄像机的内部参数和外部参数,是对物体实习精确定位和三维场景恢复的基础。本文首先分析了摄像机标定方法的基本原理;然后对比分析了张正友标定法和Tsai两步法两种标定算法;最后仿真实验验证了该算法避免了传统方法设备要求高、操作繁琐等缺点,又具有较高标定精度。

高阶径向畸变对张正友平面标定算法精度的影响

机标定是视觉测量工作中非常重要的一步。张正友教授提出的基于平面标定物的相机标定方法,是目前使用最广泛的方法之一。但张氏方法只考虑前两阶的径向畸变,因此,本文研究高阶径向畸变对张氏标定方法精度的影响。以棋盘格作为仿真模板,对其进行基于Matlab的仿真标定实验,求得不同径向畸变条件下标定结果的误差,并分析其关系。通过仿真实验结果分别绘制三阶径向畸变与标定误差的关系曲线及四阶径向畸变与标定误差的关系曲线。三阶径向畸变和四阶径向畸变对标定误差的影响十分相似,高阶径向畸变与标定误差关系曲线基本符合抛物线。同时,高阶径向畸变对二阶径向系数标定精度的影响远大于对一阶径向系数标定精度的影响。

一种快速高精度数码相机双目定位方法

通过选择适当的靶标首先进行数码相机的标定,为了提高精确度,高精度目标量测采用子像素量测技术,取得子像素的量测精度。建立基于畸变差检测的数学模型,并通过最小二乘法求得了所有待定的参数,从而完成了相机的标定。对于双目定位,建立了简洁的数学模型,利用最基本的向量关系式,得到了三元方程组。为了能快速有效地求解此三元方程组,采用吴消元法进行。最后,进行了数学仿真实验,结果表明,本文的方法是切实可行的,能达到快速高精度定位的要求。

基于点离散度的张正友标定法

相机标定是视觉导航的基础,现有的大部分相机标定算法,需要提取标定模板上的全部标志点进行标定。标志点越多,标定精度越高,但标志点过多会影响标定速度。为了能够快速有效的进行相机标定,本文在大量试验的基础上提出选取离散度高的少量标志点进行相机标定。以MATLAB 2009为平台,编程实现张正友标定法,并用张正友提供的物点坐标与像点坐标进行多次试验,试验表明:仅用8个离散度高的标志点即可达到或接近用256个标定点的标定精度。

一种基于摄像机标定的车辆视频测速方法

以Tsai两步法为摄像机标定原理,提出了一种车辆速度视频测量方法,并对摄像机标定误差和车速检测误差进行了分析。首先利用Tsai两步法得到摄像机的内部和外部参数,然后将图像空间提取出的运动车辆特征点位移转换到世界坐标系,最后利用帧差时间求得车辆的瞬时速度。实验结果表明,基于摄像机标定的车辆速度视频测量方法,具有简单实用、鲁棒性强、精确度高等优点,满足车辆视频测速系统的要求。

非量测数码相机三种检校方法的适用性评价

相机检校是无人机测绘的关键技术之一,检校结果的好坏直接影响了最终测绘成果的质量。针对相机检校很难在方便实用性和精度上兼得的问题,对3种典型的相机检校方法展开研究,从检校计算稳定性、量测应用精度和检校控制场布设难易3个方面进行适用性评价。研究结果表明,光束法检校对控制场和拍摄条件较敏感;PTR方法与光束法的量测应用精度相当,且检校计算稳定性较高;而张正友标定方法与前二者相比量测应用精度略低,稳定性受像片数量和姿态的影响较大,但也可以满足中低精度的量测应用需求。

基于混沌粒子群优化算法的相机参数标定方法

该文在分析相机成像模型以及张正友标定法的基础上,针对张正友标定法在数据处理时容易陷入局部最优解的缺点,提出了基于混沌粒子群优化算法CPSO来对相机参数进行优化。通过实验对比分析可得,与张正友标定方法对比,基于混沌粒子群优化算法得到的重投影误差更小,因而标定精度更高。

基于神经网络的摄像机标定方法研究

提出了一种新的基于神经网络的摄像机标定方法。该方法将标定物从三维降到二维,在获得网络样本时,通过Harris角点检测法和张正友二维平板标定法得到,使其能够在保证精度的基础上,降低时间复杂度。实验结果表明,该方法得到了较好的实验结果。

基于平面变换的高精度相机标定方法

针对传统方法未考虑透视偏差的存在,提取椭圆圆心作为真实物理圆心投影点造成相机标定误差的问题,提出了一种基于平面变换的高精度相机标定方法。提取标定板内外边框上的角点,对标定板进行平面变换,将标记点由椭圆投影成近似的标准圆;利用图像矩提取标准圆圆心的坐标,投影回原标定板平面,得到标记点实际圆心的像素坐标;根据圆形标记点实际圆心的坐标,利用张正友标定法完成相机标定。实验结果表明:与传统方法相比,所提方法将相机标定的误差降低了66.169%,有效提高了相机标定的精度。

机器人视觉定位系统的研究与实现

视觉定位是机器人视觉的主要研究方向之一，本文把ＰＵＭＡ５６０机械手、ＡｄｅｐｔＶｉｓｉｏｎ视觉处理系统和ＰａｎａｓｏｎｉｃＧＰＣＤ４０ＣＣＤ相机三者组成一实际系统，主要研究了其中的ＣＣＤ相机的标定方法，相机安装位置的求解方法和目标姿态的封闭算法，并将上述算法相结合，有效实现了ＰＵＭＡ５６０视觉定位系统，为今后的实际应用打下了坚实的基础。