多摄像机系统位姿估计的广义正交迭代算法

目前,多摄像机系统的位姿估计还缺乏系统的方法,它通常通过求解透视n点问题或者求解使两组3D点集之间平方和误差最小的刚体变换来解决,这些方法都有局限性。正交迭代算法是基于点特征的单目视觉算法,快速且全局收敛,是目前性能最优的实时位姿估计算法之一,被广泛应用。提出了一种广义正交迭代算法把所有摄像机获取的全部图像作为整体计算得到相对位姿参数,是通用的多目视觉位姿估计算法。算法先把所有摄像机数据进行统一表达,再把所有摄像机观测到的全部特征点的目标空间共线性误差平方和作为误差函数,最后经数学推导得到使该误差函数最小化的迭代求解过程。实验结果验证了算法的有效性以及在多摄像机系统位姿估计中的优越性。

一种多摄像机视觉系统的标定方法

设计了一种标定多摄像机视觉系统的方法,在多摄像机场景中,放置共线的2点(一维标靶)并使其围绕1个固定端点摆动;通过多摄像机从各自角度同步拍摄,标定出各摄像机含径向畸变系数的内外参数。文中使用的标定物制作简单,解决了标定物各角度的可见性问题,适用于对分布式安放的多台摄像机进行集体标定。

基于点线对应的多摄像机全局位姿估计迭代算法

为了解决工业视觉场景中点和直线段共存情况下的多摄像机位姿估计问题,提出了基于点线特征对应的多摄像机全局位姿估计算法.以正交迭代算法为基础,使用多个固定在平台上的已标定摄像机间的几何约束,以全局方式处理多摄像机的重叠和非重叠视图的点和直线段特征,获得更加稳定精确的位姿估计.该算法先把所有摄像机数据进行统一表达,再把摄像机观测到的全部点特征的目标空间共线性误差和直线段特征的目标空间共面性误差之和作为误差函数,最后经数学推导得到使该误差函数最小化的迭代求解过程.实验结果验证了该算法的有效性以及优越性.

基于HEIV模型的摄像机一维标定

多摄像机系统广泛应用于文化创意产业,其高精度标定是迫切需要解决的一个关键问题.新近出现的摄像机一维标定方法能够克服标定物自身遮挡,特别适合标定多摄像机系统.然而,现有的摄像机一维标定研究主要集中在降低一维标定物的运动约束,而标定精度较低的问题未受到应有的关注.本文提出一种基于变量含异质噪声(Heteroscedastic error-in-variables,HEIV)模型的高精度摄像机一维标定方法.首先,推导出摄像机一维标定的计算模型;其次,利用该计算模型详细分析了一维标定中的噪声,得出摄像机一维标定可以视为一个HEIV问题的结论;最后给出了基于HEIV模型的摄像机一维标定算法.与现有的算法相比,该方法可以显著改善一维标定的精度,并且受初始值影响小,收敛速度快.实验结果验证了该方法的正确性和可行性.

自主空中加油多摄像机近距相对导航与控制

针对伸缩套管方式下自主空中加油(AAR)对接与位置保持过程,提出了一个基于多摄像机系统(MCS)的相对导航与控制方案.该方案中的位姿估计算法通过结合3D-3D位姿估计技术和N点透视技术,能够充分利用多摄像机系统的宽视野和冗余测量信息.使用卡尔曼滤波算法对视觉估计数据进行滤波,并与速度测量数据进行融合,以提高视觉导航算法的精度和鲁棒性.为抑制外部风扰动,设计了一个基于动态对策理论的最优相对轨迹跟踪控制律.仿真结果表明提出的方案能够满足空中加油要求.

微操作系统中微型物体上点的空间坐标的计算方法研究

为操作者提供微型物体的完整的、放大的三维信息 ,就可以使操作者像在他日常生活中那样精密地控制所使用的工具和被操作对象 ,解决了在显微镜下操作者的视野和观察方向受到限制以及缺少第三维信息的问题 ,而为了实时、无遮挡地生成物体的三维虚拟放大影像 ,需要获得被操作对象不同角度的图像信息并采用简洁、快速的算法以满足实时性要求。介绍在一个人类级微型物体虚拟遥操作系统中根据不同角度拍摄的图像计算物体上点的空间坐标时所采用的一些算法。

综合重构与正交迭代位姿估计算法

多摄像机系统(multiple camera systems,MCS)在机器视觉领域成为研究热点.针对MCS的位姿估计问题提出了一种新的综合重构与正交迭代算法,并引入广义摄像机模型来描述MCS以方便算法推导.为充分利用MCS提供的冗余测量信息,将观测到的参考点进行分类,并构建了加权目标函数,综合了最优绝对定向解和正交迭代(orthogonal iteration,OI)算法的优点.三维重构信息的引入不仅克服了OI算法的位姿模糊,而且提高了位姿估计的收敛速度和鲁棒性.采用了自适应权值方法降低重构误差对最终估计的影响.仿真结果验证了提出算法的有效性和优越性.

针对自校准地平面的学习监控跟踪模型(英文)

提出了一种新的多摄像机视觉监控系统的信息融合方法 .信息融合在两个阶段进行 .首先 ,根据相互独立的Cartesian参考坐标系统 (设置在地平面上 ) ,对各个摄像机进行标定 .然后 ,把所有的坐标系变换到一个坐标系统中 .在视觉监控应用中 ,因为摄像机自定标和视觉数据配准技术将使监控设施安置变得更加容易 ,从而可以为公共场合发展更加适用的视觉监控工具 .在解决监控数据的不完整性和不确定性方面 。