交比不变的Camshift跟踪方法

为了提高Camshift跟踪方法在复杂环境下的跟踪性能,应用被跟踪目标内部各特征像素间的交比不变原理,提出了一种改进的Camshift跟踪方法。该方法通过分析被跟踪的目标模型,计算出其内部各特征像素间的坐标关系;将内部数据间的交比不变量作为所提出的跟踪方法的约束条件,对跟踪错误的像素点进行校正,并将跟踪过程中连续两帧图像的内部特征像素间的距离比作为跟踪效果的评判标准。用改进的Camshift跟踪方法分别对标准测试视频内的视频信息和实际拍摄的视频信息进行了测试。结果显示,该方法在两种复杂环境实验条件下,跟踪目标的距离偏差都能保持在15pixel以内,对单帧图像平均处理时间在20ms以内。试验结果表明,该方法对复杂环境下的目标具有良好的跟踪效果,跟踪性能稳定,跟踪效率高,可以满足跟踪系统实时性的要求。

基于交比不变性的投影仪镜头畸变参数标定方法

利用了透视投影中的交比不变的性质,针对由CCD和投影仪组成的测量系统,在CCD已经标定的情况下,仅考虑投影仪畸变模型为一阶径向畸变的情况,只需要投影仪投射共线的投影坐标已知的4个点,利用交比不变性,建立一元二次方程就可以标定投影仪镜头的畸变参数.该方法的特点是算法简单,易于实施,需要已知条件较少.

基于交比不变的尾矿库干滩长度测量

针对长期以来尾矿库干滩长度测量方法的局限性,提出一种新的利用图像处理技术进行尾矿库干滩长度测量的方法。此方法首先通过视觉显著性结合区域形状分析的方法来获取标志杆在图像中的坐标,然后通过区域生长算法在图像中提取干滩区域,最后利用射影变化中共线四点的交比不变性来计算干滩长度。通过实际测量实验,所提方法具有实施方便,测量误差小的特点,因此其具有较高的应用价值。

基于交比不变和间距比不变的线阵相机畸变标定方法

基于线阵相机双目视觉成像技术可有效检测汽车底盘异物,保证人员安全。但相机畸变影响几何量测、三维重建精度。并且由于线阵相机与面阵相机的成像模型不同,造成适用于面阵相机畸变校正算法无法直接运用在线阵相机当中。通过研究面阵相机的畸变成像模型,结合线阵相机的成像特点,推导出线阵相机的畸变成像模型。利用交比不变性和间距比不变性,结合线阵相机的畸变成像模型,建立二元畸变方程组;并利用等间距条形标靶获得相应参数。最后对新方法进行了真实图像校正实验,证明该方法畸变标定简单易行,有效。

基于交比不变性的海面落点目标定位方法

连续、密集的多个海面落点目标定位对于相关武器系统作战能力的考核评价具有非常重要的作用。本文采用交比不变性原理,提出一种基于同视场参考点的海面落点目标定位方法,主要研究了系统总体方案设计、测量实施方法、数据处理算法等,验证了所用方法的科学性可行性,可解决多发海面落点目标的测量定位。

基于交比不变的线结构光标定方法研究

线结构光测量技术是摄像机标定的方法之一,其中光平面的提取是此方法的重点和难点,本文在光平面提取的拍摄方法的基础做了改进,有利于摄像机标定更深入的研究。

线阵CCD相机镜头畸变标定方法

针对线阵CCD相机标定时镜头会产生畸变的情况,提出来一种利用交比不变的方法,考虑镜头同时存在的径向畸变和离心畸变,对畸变参数进行标定,建立畸变校正函数,并利用Matlab做出镜头畸变曲线,分析了线阵CCD相机镜头仅仅存在径向畸变时对结果的影响和径向畸变与离心畸变都存在时的影响。这种方法应用于相机标定之前,可以有效地消除线阵CCD相机镜头误差对整体标定结果的影响。

一种线结构光视觉传感器标定方法

在线结构光视觉传感器的标定中,结构光光平面上三维世界标定点的获取一直是一个难题。主要是因为靶 标上已知的三维世界点很难恰好位于结构光光平面上。针对这个问题,提出了一种基于双重交比不变的线结构光 视觉传感器的标定方法,设计了相应的标定靶标。利用双重交比不变性,可以获取光平面上任意数量的高精度的 三维标定点,从而解决了线结构光视觉传感器三维标定点不易获取且数量少的问题,提高了线结构光视觉传感器 的标定精度。试验结果表明该方法可以满足大型工件的结构光三维视觉检测精度的要求。

结构光测量系统的误差传递分析

针对基于交比不变原理的结构光光平面标定方法,利用误差分析理论和矩阵扰动原理分别对系统的测量误差和光平面标定误差进行分析,提出了结构光测量系统的误差传递模型。给出了满足在1 000 mm的测量距离上获得±0.5mm的测量精度情况下,各标定参数所需要的精度要求,以及标定样本提取的精度要求。通过实测实验结果,验证了误差分析的有效性。该误差分析为提高结构光系统的测量精度提供了理论依据。

基于共面法的视觉传感器的标定方法

提出了一种基于平面网格靶标的视觉传感器的标定方法。首先利用平面网格靶标来获取标定点,同时利用交比不变原理不断修正镜头的畸变参数,从而提高了标定点的精度,然后根据这些标定点利用RAC算法对视觉传感器的内外参数进行标定。试验结果表明,基于共面法的视觉传感器的标定方法操作简便,切实可行,具有较高的精度。

一种棋盘格靶标不完整角点识别的修正算法

针对Hessian算子在棋盘格角点检测过程中边缘局部区域角点检测失败的问题,提出一种恢复角点识别的修正算法.首先基于坐标极值法自动识别棋盘格极点及边缘包络点,提取可以完整检测到所有包络点的2条边缘线上各自首尾及中间3个特征角点;然后利用交比不变原理求出边缘线上的消失点,并依据消失点原理求出未检测到的极点;最后根据四极点图像坐标与世界坐标的单应性关系重投影得出所有角点坐标.实验结果表明,与常用棋盘格角点检测算法相比,该算法具有较强的鲁棒性,处理过程可自动实现,在摄像机标定的应用上具有较高的实用价值.

多线结构光视觉传感器测量系统的标定

为实现大尺寸轧钢几何尺寸、形状误差、表面缺陷的实时检测,采用4个激光器和4个CCD摄像机搭建了多线结构光视觉传感器测量系统。针对多视觉传感器全局校准的关键问题,设计了特殊形状的靶标,提出了新的全局标定方法。利用交比不变原理获取光平面上多个标定点,同步实现视觉传感器的局部标定和全局校准。详细阐述了标定的基本原理和系统构建过程,分析了标定中存在的误差,并提出了减小误差的方法。实验验证系统重复测量精度在0.04mm以内,测量相对误差小于0.9%。

结构光测量系统误差分析

本文针对交比不变原理的结构光光平面标定方法,利用泰勒展开和矩阵扰动原理分别对系统的测量误差和光平面标定误差进行分析,提出了结构光测量系统的误差传递模型。并给出了一个实验特例的精度要求,即满足在1 000 mm的测量距离上获得±0.5 mm以内的测量精度情况下,各标定参数所需满足的精度要求,以及标定样本的精度要求。对误差传递模型所得出的标定参数的精度要求进行实测实验验证,得到测量数据的均方根误差为0.333 4 mm,满足理论上的精度要求。该实验结果证明了本文所述的误差分析可以有效地对结构光系统误差进行定量分析。

基于近景单影像的房檐改正计算方法

介绍了利用地面获取的单幅房屋近景影像计算房檐改正值的方法。该方法使用数码相机倾斜影像和房屋外观的几何约束条件,根据交比不变与透视旋转原理,确立了灭点、物方直线段与影像投影直线段之间的关系,并由此计算房檐宽度。实验结果表明,该方法能够满足实际需求。

双结构光视觉传感器圆钢在线测量系统的研究

以提高双结构光圆钢在线测量系统的精度为目的,分析了测量系统中双光面位置变化给测量结果带来的误差,由于机械调整精度低,提出利用交比不变原理对光面位置进行调整,解决了机械调整精度低的问题,减少了由两光面之间存在夹角而产生的测量误差。搭建了包含光面调整与传感器标定的实验平台。该系统重复测量精度在0.1 mm以内,测量相对误差小于0.10%。交比不变光面调整方法与机械光面调整方法相比,测量结果精度提高了0.082 mm,证明了实验方法的可行性。

一种基于平面靶标的圆结构光标定方法

针对圆结构光视觉检测系统提出了一种基于交比不变原理和平面靶标的圆结构光标定方法。设计了适合于圆结构光标定的同心圆环平面靶标,标定时平面靶标只需在摄像机的视场范围内沿圆结构光光轴方向移动多个位置,获取摄像机坐标系相对于不同靶标平面位置的标定参数,选取任一平面位置建立全局坐标系,以摄像机坐标系为基准,将不同位置平面靶标的坐标转换到全局坐标系下,构建圆结构光空间标定点,实现圆结构光视觉检测系统的标定。实验结果表明此标定方法简便可靠,精度较高,降低了标定成本。

基于圆结构光视觉传感器的标定特征点获取方法

管道作为工业生产重要的传输手段其内表面腐蚀程度和瑕疵的精确检测对于保证安全生产具有重要意义。针对管道内表面圆结构光视觉检测,提出了一种基于共面参照物获取圆结构光视觉传感器标定特征点的新方法。该方法设计了圆结构光平面靶标,基于交比不变原理,以摄像机三维坐标系为中介,将多个局部世界坐标系下的标定特征点统一到全局世界坐标系中,得到位于圆结构光曲面上的非共线标定特征点的三维世界坐标。该方法降低了标定设备的成本,简化了结构光视觉传感器的标定过程。标定实验精度达到0.340mm,标定结果表明,该方法切实可行。

基于线结构光的砂轮地貌测量技术研究

提出了一种新的基于线激光的视频测量系统来对砂轮地貌进行测量,以交比不变法则为基础,改进了线结构光测量中的定标方法,使得定标过程简化,且结果更易分析处理。对砂轮沿圆周方向的地貌进行了实测,采用区域分割和形态学滤波相结合的方法提取出一条单一连续的轮廓曲线,并以此得到了砂轮沿此曲线的相对坐标。结果表明,该方法简单有效,为砂轮自动化检测提供了一条新的思路。

加工中心工件在机三维检测系统的光平面标定

为了满足加工中心在机检测的实时性需求,实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光传感器,提出了一种基于同心圆平面靶标标定线结构光平面参数的新方法。该方法将三点透视模型和交比不变原理相结合,在线结构光传感器的视觉范围内通过移动同心圆平面靶标,计算得到光平面上多组标定点的三维坐标,进而使用最小二乘算法确定光平面方程,通过标定和检测实验分析并验证了该方法的有效性。该方法具有标定算法简单且操作灵活方便等优点,适合加工检测等领域的现场标定。

基于灭点及画法几何原理的房檐改正方法

本文提出了使用数字近景摄影测量技术获取房檐改正值的方法。利用非量测数码相机地面拍摄建筑物的倾斜影像,根据建筑物外观的几何约束条件和透视变换方法处理影像上特定数据,确立灭点、物方直线段与像方直线段之间的关系,并由此计算房檐宽度。该方法不同于现有的外业获取房檐改正值的方法,试验证明其操作简单,结果准确,满足实际要求。