结合棋盘格与旋转摄影的多镜头全景摄像机组合标定

针对多镜头全景摄像机MPC组合标定依赖于高精度3D控制信息的应用限制,本文提出一种结合旋转摄影的MPC棋盘格标定方法,将MPC置于二维转台对棋盘格进行旋转摄影并将标定过程分为两个阶段:(1)侧视摄像机旋转序列影像标定。结合棋盘格与转台坐标系设置建立旋转摄影严格方程并以之为基础给出侧视摄像机外参初值,进而以棋盘格影像角点及相邻侧视摄像机间的连接点为观测值,对侧视摄像机外参及棋盘格外部参数整体进行平差优化求解。(2)中心摄像机多视几何标定。将转台旋转坐标系原点平移至全部侧视摄像机摄影中心几何重心建立MPC空间坐标系,以此为基础利用中心摄像机与侧视摄像机间的多视几何关系及通过旋转摄影获得的大量连接点为观测值,对中心摄像机外参实施光束法平差优化求解。试验结果表明,本文方法仅使用普通二维数控转台和单个棋盘格即可实现MPC摄像机外参的高精度标定,成本低、操作简单且对实时环境要求低,成功摆脱对3D标定场的依赖,具有良好的应用价值。

数字图像相关方法中的标定对三维形貌和变形测量的影响

为了实现三维数字图像相关方法的高精度三维测量,首先需要标定成像系统的内外参数.从数字图像相关的基本原理出发,针对相机成像的针孔模型,在理论上给出了物体成像的误差来源和修正措施,从而引出相机的各个标定参数.实验研究了多组标定板的姿态,分析了棋盘标定方法的稳定性和精确度,给出了标定过程的优化方案,解决了复杂工程环境下现场标定步骤繁琐的问题.实验结果表明:当标定板的姿态数大于9组时,标定参数趋于稳定,用稳定的标定结果计算目标物的半径更可靠.精确稳定的棋盘标定方法有利于获得高精度的三维测量结果,因此优化标定后的三维数字图像相关方法不仅操作简便,还具有相当高的可靠性和精确度.

基于精密运动的激光平面标定方法

在基于手持光刀法的三维测量中,激光平面标定缺少空间参照。针对该问题,提出基于精密运动的激光平面标定方法引入棋盘格标定靶作为激光平面的空间参照,将激光投射于棋盘格标定靶,通过铣床带动棋盘格标定靶精密运动,解算激光平面上两直线在摄像机坐标系下的位置,利用异面直线修正法确定激光平面的位置。实验结果表明,该方法具有精度高、鲁棒性好的特点。

聚焦倾斜平面的双目摄像机标定

针对聚焦倾斜平面的针孔摄像机模型,进行双目摄像机标定。具体分析了主要的畸变参数,并对双目摄像机标定进行简要概述。

基于单位视球的鱼眼相机标定方法

针对鱼眼镜头的大范围视场,提出一种新的鱼眼相机标定方法.利用2组相互垂直的平行线来进行鱼眼相机标定.依据相机视场和成像边缘得到内部参数的估计值后,将图像平面上提取的角点反投影到单位视球(viewingsphere)上,2组平行线在单位球面上的2种几何特性提供外部参数估计的解析解.利用角点在图像平面的重投影误差来,得到优化后的所有参数.对3种常见的鱼眼投影模型分别进行关于标定图像数量和噪声水平的仿真实验.从仿真结果来看,在合理的噪声范围内,当用于标定的图像大于5张时,可以得到精度较高的标定结果.利用视场角185°的鱼眼相机来进行标定,并进一步的利用已知结构的立方体模板来验证外参估计方法.与加州理工学院提供的标定工具箱相比较,结果表明该算法不确定度较低,提供更为准确的标定结果.

标定板尺寸对激光雷达与相机联合标定结果的影响

为了探究标定板尺寸对激光雷达与相机的联合标定结果是否存在影响。首先对相机进行内参校准后,选取单格边长分别为20 mm和60 mm两种12×9的棋盘格标定板分别进行3组标定实验,每组实验在左、中、右3个位置分别做出将标定板正对相机、左倾斜、右倾斜、上倾斜、下倾斜5个动作,共30个位姿。利用Autoware的联合标定工具箱进行激光雷达与相机数据采集,并进行时间同步。其次每组实验选取30对数据,通过对内角点检测与标定板中心点云进行手动标定,求得标定外参及重投影误差。最后对比重投影误差和最终标定结果,确定标定板尺寸对标定结果存在影响。实验结果表明,大尺寸的标定板比小尺寸标定板的标定结果更好,重投影误差更小,鲁棒性更高。研究结果可以为联合标定的其他实验及之后的数据融合提供参考。

基于边缘计算的鱼眼相机高空抛物检测系统

高空抛物引发的人身财产损失案件频发,并且抛物行为迅速而突然,目击者少且不稳定,这导致了案件的取证工作变得极为复杂.针对此类现象,提出一种基于边缘计算的鱼眼相机高空抛物检测系统,主要分为图像视频采集、终端动目标检测以及边缘端目标识别3个模块,在终端将高空抛物视频矫正畸变后,利用三帧差法对抛物者与抛物对象进行标记,随后发送视频序列至边缘端进行目标识别.实验结果的平均精确率均值为0.994,结果表明该系统能够有效检测高空抛物行为.

基于深度学习的方坯号识别系统设计

随着钢铁行业自动化智能化的发展,方坯号的自动识别越来越受到关注。基于深度学习算法,设计了一套方坯号识别系统。针对现场工况和物理空间限制,选取客户端服务器架构。采用棋盘格标定算法,消除鱼眼镜头的畸变特性,实现原图的矫正;选取VGG16和SSD框架构建识别器,转换字符识别问题为目标检测分类问题,达到图像中单个字符的识别;设计组合策略,串接单个字符,完成图片中字符文本的识别。实践表明:该系统具有较好的检测识别效果,能够满足现场生产需要。

多视角深度图配准算法下破损古建筑三维重建

为解决因古建筑结构复杂且序列杂乱导致的三维重建耗时过长、几何细节效果较差等问题,利用多视角深度图配准算法设计了新的破损古建筑三维重建方法。在标定摄像机坐标的基础上,确定摄像机与真实三维场景间的位置关系,然后采用棋盘角点信息标定法标定转轴的具体坐标,从而确定局部空间坐标。随后分别在相机坐标和世界坐标系统内提取建筑破损部分的所有点,融合两个点集即可实现三维重建。在仿真环境中,以图像工具库Open GL为处理平台,对破损大佛进行三维重建。实验结果表明:所提方法最终的呈现效果较好且抗干扰能力更强,能够满足实际操作要求。

双Kinect联合扫描点云配准方法

大型场景或者大尺寸物体的三维重建无法由单台设备完成,而由多台设备采集得到的点云位置偏移较大,一般的点云配准方法无法达到三维重建所需的精度。该文提出了一种基于Kinect标定的点云配准方法。首先通过棋盘格标定算法对两台Kinect进行标定,然后利用标定得到的相机内外参数计算不同视角下点云数据间的运动参数,接着根据得到的运动参数,对原始采集的点云数据进行初始配准。在此基础上,采用改进的迭代最近点算法,对初始配准后的点云数据进行精确配准。实验结果表明,与直接采用改进的ICP算法相比,该方法配准结果无明显的错位现象,且计算速度提高了15%左右。

无人机低空摄影测量技术在矿山地形测量数据采集中的应用

由于传统矿山地形测量数据采集方法在实践中,采集时间耗时较长,为此提出无人机低空摄影测量技术在矿山地形测量数据采集中的应用。采用棋盘格式标定法对无人机低空摄影测量参数进行标定,利用无人机低空摄影测量技术对矿山地形原始数据获取,引用GBKV603.2软件对原始地形数据处理,测绘出矿山地形。经实验证明,矿山地形测量数据采集耗时低于传统方法。