立体全方位视觉传感器的设计

折反射双曲面型的全方位视觉传感器(ODVS)是一种快速、可靠、具有固定单视点成像特点的全景视觉信息采集设备。本文利用两个相同参数的具有固定单视点的ODVS在同一轴心线面对面的进行合成,设计了一种双目全景立体测量装置。利用两个ODVS的固定单一视点在同一轴心线上设计的特点,简化了成像单元的标定、极线的配准以及特征点匹配等烦琐的步骤。实验结果表明,本文设计的立体全方位视觉传感器能有效解决极线约束难题、快速实现立体图像的特征点匹配、降低立体测量的复杂度。

双目全方位视觉传感器及其极线校正方法

为了扩大双目立体视觉的视场范围,提高双目立体匹配的速度和准确度,设计了一种双目全方位视觉传感器(ODVS)立体视觉成像系统,提出了一种基于竖直线的极线校正算法.将两个结构相同的ODVS以上下同轴同向的方式进行组合,得到全景立体视觉空间,分析了双目ODVS的成像特性,实现了一种无需任何专门的标定设备、仅利用场景中与ODVS成像平面垂直的竖直直线(如门框、窗框,墙角线等)来校正其极线的算法.实验结果表明,该算法对双目立体全景视觉成像系统是一种有效的极线校正方法.

双目立体全景视觉传感器的三维测量精度的研究

从全方位视觉传感器ODVS(Omni-Directional Vision Sensor)的成像原理出发,指出双目立体全方位视觉传感器BOD-VS(Binocular stereo Omni-Directional Vision Sensor)的测量精度受基线距、测量距离和摄像机采集图像量化精度的影响;在同等条件下,证明了BODVS测量精度与基线距成正比、与测量距离平方成反比;为了便于进一步分析影响BODVS测量精度的因素,提出了一种ODVS的标定方法,并使用标定结果,在BODVS的基线距分别为62.198cm、82.198cm和102.198cm下,通过测距实验验证了上述结论。

双目立体视觉传感器精度分析与参数设计

根据双目立体视觉传感器三角立体视差模型,建立了结构参数误差的传递函数,分析了双目视觉传感器结构参数及其误差传递规律对传感器综合测量精度的影响,得出了结构参数的合理取值范围,给出了双目立体视觉传感器结构参数的一般性设计原则与方法步骤.

基于遗传算法双目立体视觉传感器的优化设计

为了提高双目立体视觉传感器的测量精度,采用最优回归设计,建立双目立体视觉传感器的结构参数优化模型,并运用遗传算法对建立的优化模型进行求解.通过GA算法的优化,双目立体视觉传感器的测量精度有了较大幅度的提高,优于传统方法的结果.

基于共面靶标双目立体视觉传感器标定

根据双目立体视觉传感器的特点,提出了一种基于共面靶标的双目立体视觉传感器的标定方法。在不需要外部测量设备的情况下,通过共面靶标在平面上自由移动,获得靶标的标定点图像坐标,利用类似于Dr.Janne Heikkil和Dr.Olli Silven所提出来的摄像机内部参数标定模型,采用线性和非线性结合的方法对双目摄像机进行摄像机内部参数的标定。试验结果表明,标定参数与出厂参数有一定的差异,但和实际情况还是吻合的,并且标定方法操作简便,切实可行。

双目视觉传感器的现场标定技术

本文以透视投影变换为依据 ,针对多视觉传感器检测系统中的双目视觉传感器 ,建立了双目视觉传感器测量空间三维坐标的模型 ,事先确定摄像机的部分不易变化的参数 ,其它参数在摄像机安装到整个系统后进行现场标定。该方法不需精确调整标定靶标 ,标定环境与实际测量环境完全相同 ,减少了安装传感器对标定参数的影响。实验结果表明 ,该标定方法能获得0 .0 5 m

视觉测量传感器系统结构参数设计分析

依据三角法建立了基于线结构光和对称式双目立体视觉的两种典型视觉传感器坐标测量系统数学模型。通过对坐标测量模型及传感器各结构参数之间的相互关系分析,研究了线结构光视觉传感器和双目立体视觉传感器坐标测量系统结构参数及其误差对系统综合测量精度的影响关系特性。在对各结构设计参数综合分析的基础上,提出了视觉传感器坐标测量系统结构参数优化准则,并给出了线结构光视觉传感器及双目立体视觉传感器坐标测量系统结构参数的一般性设计原则与方法。

基于立体全景视觉的交通事故现场测绘仪的研制

针对交通事故现场测绘中手工作业的缺陷和现有摄影测量技术的不足,提出了一种基于双目立体全景视觉传感器(binocular stereo omni-directional vision sensors,BODVS)的交通事故现场测绘仪,能够利用视觉测量结果自动生成用于事故分析与再现的现场图.实验证明:设计的BOD-VS交通事故现场测绘仪,能在整个交通事故现场范围内,实现快速测量、快速出图的目的.同时,它具有测量精度高、操作方便、无需标定和携带方便等优点,能满足交警测绘的实际需求.

主动式立体全景视觉技术的研究

为了解决立体视觉测量中的快速匹配问题,文中通过集成全景彩色结构光发生器和全方位视觉传感器构建一种主动式立体全景视觉传感器;通过分析图像像素的颜色和投射角之间的映射关系估算全景图像上各像素息对应的投射角,利用三角关系计算对应物点的深度信息;实验结果表明该方法能快速地得到场景的全景深度信息。

全景立体视觉在海上报靶中的应用

针对海上实弹训练自动报靶需要检测实弹和离靶中心的距离,提出一种基于双目全方位视觉传感器(ODVS)立体全景视觉测量方法,采用具有平均角分辨率ODVS的设计,将2个同样参数的ODVS以背靠背的方式合成为一个双目ODVS,利用平均角分辨率的特性,并在视频信息获取、加工上均采用高斯球面坐标,实现了一种新型的快速全方位立体图像匹配测距算法。实验结果表明,本文所设计的双目ODVS测量装置能够较准确地估算出空间物点离测量点的距离。

立体视觉坐标测量技术在车身生产线中的应用

介绍利用双目立体视觉坐标测量技术对汽车车身关键质量控制点的三维坐标进行测量的工作原理,论述了基于该项技术的多传感器激光视觉检测站和视觉测量机器人的工作模式。在对以上两种视觉测量系统的技术特点进行对比的基础上,分析了二者在国内外汽车车身生产线中的应用情况和发展趋势。

基于光栅投射与立体视觉融合的障碍物检测技术

为实现智能车辆前方障碍物的快速准确检测,将光栅投射引入到双目立体视觉系统中,建立激光和视觉传感器融合的障碍物检测系统,将两种传感器的优势结合起来并填补单一传感器检测的不足。用双目立体视觉系统捕捉障碍物的轮廓信息,同时利用光栅投射技术对障碍物的局部信息进行调制,利用光栅投射出来的固定相位图像,可以快速实现立体视觉匹配中同名点的识别,能够较好解决立体视觉中图像配准的难题。

基于立体视觉的立体拍摄参数自动获取方法

现有的3D摄像机在立体拍摄过程中参数调整困难,难以保证左右2台摄像机动作的协调性和一致性。针对该问题,提出一种基于立体视觉的立体拍摄参数自动获取方法。由4台全方位视觉传感器构成的全景3D摄像机获取全景立体图像,通过立体图像处理技术自动获取立体拍摄所需要的汇聚点位置、拍摄距离、焦距以及光圈系数等参数。实验结果表明,该方法能有效保证焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等3D拍摄参数的一致性,解决3D拍摄过程中2台摄像机在拍摄动作以及立体景深参数调整等协调难的问题,在拍摄3D全景视频图像的同时进行3D特写视频图像的拍摄,实现在显示器上全景点控的自动3D特写视频图像拍摄。

无人机与多传感器的精准农业系统研究

本文设计了一项基于无人机与多传感器的地空农业监测系统,无人机携带双目摄像头通过双目立体视觉技术检测农作物的长势情况,地面分布式多传感器将土壤的温度、湿度、pH值以及农田中的烟雾气体浓度传输到终端,与无人机构成立体检测网络。该系统可以定时、定位地解决虫害、倒伏问题,也可以分区域、分情况进行灌溉、施肥,以得到最大的经济效益。

光学传感、传感器

TP212.14 2000032001用于三维尺寸检测的双目视觉传感器=Study of applicationof binocular sensors in 3D measurement[刊,中]/张建新,段发阶,钟明,叶声华(天津大学精仪学院.天津(300072))//计量学报.—1999,20(1).—96-100全面分析了双目视传感器中各个结构参数对测量精度的影响。在外极约束理论的基础上提出了外极斜率匹配法,不仅实现了快速立体匹配。