交比不变量在机器视觉中的误差分析及应用

研究成像过程中交比不变量的误差问题.介绍了如何利用两个黑条来构造共线4点的交比;分析了图像像素噪声对交比值精度的影响;给出了一个与摄像机外部参数有关的交比误差不等式,得到了交比误差上下限.利用交比不变性设计了一种结构简单的新型人工路标,这种路标对各种视角及变光照条件下的检测具有很高的鲁棒性.真实图像的检测结果表明,这种人工路标易于识别,被检速度快而准.这对单目自主移动机器人基于人工路标的视觉定位与导航具有重要的实际应用价值.

基于交比上下文的层次化形状特征提取及匹配算法

针对视角变换下的形状识别问题,提出一种基于交比上下文关系的层次化形状特征提取及匹配算法.首先通过由粗到精的采样方式建立层次化的形状特征描述子,实现对形状从整体到局部的描述关系;其次通过对传统的交比不变量进行扩展,建立每5个采样点之间的射影不变关系;最后在形状匹配方面使用动态规划算法计算形状间相似度.实验结果表明,该算法对形状变形具有很好的识别效果,并且计算复杂度低、特征维度小.此外,文中层次化的方法也适用于其他不变量特征,便于和传统的形状特征表示方法进行融合,充分发挥2种描述子各自的优势,具有一定的扩展性.

基于虚拟直线的单目视觉坐标测量模型研究

在摄像机位置随意固定和测量点共面的约束条件下,基于单目视觉提出了一种基于虚拟直线的单帧图像物点坐标测量的新算法。用几何方法代替常规代数方法,回避了传统的通过求解旋转矩阵和平移向量来获取摄像机位置和姿态参数的过程。利用直线平行、垂直的先验知识,通过空间共线四点经过射影变换的交比不变性得到目标点的位置坐标信息。实验证明:该方法简单、可行,摄像机位置随意摆放,具有很强的可操作性、实用性,且精度较高。

复杂环境下人工标识物的设计和检测

计算机视觉逐渐成为热门,由于视觉成像是射影几何,而交比是射影几何中基本的不变量,论文设计了一种基于交比不变量的新型人工标识物,有着可靠的检测、快速的识别、精确的自我定位和辨别方向等功能。在目标检测和识别中,提出了一种基于Harris角点检测的快速识别算法,实现对模型的检测识别。通过室内复杂环境下的实际实验和仿真实验,验证了该方法的可行性。实验结果表明,所提出的新型人工标识物在复杂环境下有足够的应用前景,复杂背景下的路标识别在不同视角下都是实时鲁棒的,可以满足工业机器视觉的精度要求。