摄像机畸变中心及畸变系数标定方法

针对传统针孔模型下摄像机畸变校正方法应用场景受限,和基于图像特征的畸变校正方法中将图像中心作为畸变中心造成标定精度不高的问题,提出一种基于角点共线特征的畸变中心及畸变系数标定方法。利用过光学中心直线畸变最小的原理,设计迭代算法搜寻到畸变程度最小的两条直线,解算得到精确的畸变中心,进行畸变系数的标定。采用Levenberg-Marquardt算法和多项式畸变模型,利用整幅棋盘格角点拟合的直线特征建立非线性优化模型,标定出一阶径向畸变系数,仿真标定误差在e^(-12)~e^(-11)量级。通过实验验证了畸变中心和畸变系数标定算法的可靠性和准确性,实验结果表明,无论是FA镜头,还是Scheimpflug镜头和广角镜头的畸变,算法均能满足畸变校正的需求。

摄像机镜头径向畸变中心的计算模型及求解

摄像机镜头径向畸变中心的计算模型及求解＊邾继贵罗明陶国志叶声华（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津３０００７２）０引言以摄像机为核心的视觉检测系统，由于能实现大量程、精度较高的非接触快速测量而受到重视和研究。高精度视觉检测系统中，摄像机镜头...

基于同心圆求取图像畸变中心的简便方法

为了校正计算机视觉系统中由透镜引起的图像畸变,必须求解出图像的畸变中心。该文提出一种基于同心圆模式确定图像畸变中心的方法。该方法垂直拍摄不同位置的同心圆,根据相应畸变圆的形心确定出不同的直线,对这些直线求交点即得出畸变中心位置。不需要特殊实验设备,避免了复杂的非线性优化过程。对某摄像装置摄取的图像进行了实验,结果表明该方法简单可靠,精度能够满足一般工业要求。

基于中心无畸变区的摄像机比例因数和光学中心的标定方法

针对广角镜头,利用标定模块的几何特征和透视成像特性,提出了基于中心无畸变区的比例因数和光学中心的标定方法,并对其进行了试验验证。结果表明该方法原理简单,标定过程易实现,具有较高的精度。

考虑剪切变形的薄壁箱梁畸变分析

采用广义坐标法,建立畸变位移模式和几何方程,推导出畸变剪应力;基于混合变分原理,建立了一种新的畸变理论和梁段单元模型,该理论充分考虑了剪切变形的影响。基于新理论,指出了在单箱室箱梁不存在布莱特纯畸变,明确了畸变中心的定义,研究了畸变剪应力成分对剪切变形的影响及其影响程度。结果表明,对于常见的箱梁是可以忽略剪切变形的对畸变效应的影响。

基于共线点的镜头畸变校正方法

为实现未知摄像机参数的镜头畸变校正,提出了一种先标定畸变中心、再标定畸变系数的方法。先在镜头的不同焦距处对靶标成两次像,利用相同靶标点在两幅图像中的相对位置关系求解畸变中心;再根据直线的透视投影不变性,通过变步长的最优化方法搜索畸变系数。模拟实验表明,在靶标点数为25,噪声水平为0.2像素时,畸变中心的平均误差为(0.2243,0.1636)像素,畸变系数误差为0.28%。真实图像实验表明,用该方法得到的畸变中心和畸变系数能够很好地校正图像。该方法不需要标定摄像机的内外部参数,也无需知道直线网格的世界坐标,简便易行。

一种成像测量图像径向几何畸变的校正方法

通过对具有径向畸变的摄像机模型的分析,设计了一套求解图像径向几何畸变中心和畸变多项式系数的方案。首先,依据校正样板曲线的弯曲程度应用一元线性回归法和逐次逼近法求取光学图像的几何畸变中心,然后应用递推最小二乘法求解径向几何畸变的多项式系数,最后根据所得到的畸变中心和畸变多项式系数对图像进行校正得到满足要求的图像。仿真试验证明:该方法可以通过一次采集单幅图像对成像系统进行高精度标定,能够对成像测量系统的径向几何畸变进行一定精度的校正。实践证明:该方法通过图像处理的方法提高成像测量系统的精度,降低了系统的设计成本,可以作为成像测量系统中单独标定摄像机畸变参数的一种简单有效的方法。

小视场图像系统的非线性畸变校正方法的研究

分析了小视场图像系统的成像特性,针对其非线性畸变提出了基于平行光栅技术的数字图像校正方法,应用图像系统的一阶综合径向畸变数学模型,求解畸变参数和校正参数并对图像进行校正。理论分析和试验表明,本方法简单有效,校正后的畸变影响降低到0.25个像素。并对图像的畸变中心和纵横比例因子对校正的影响做了探讨。

多环路交叉眼干扰的波前相位畸变研究

多环路交叉眼干扰能够有效改善交叉眼干扰严苛的实施条件而成为角度欺骗的研究热点。该文提出中心畸变程度和有效畸变区两个指标对多环路交叉眼干扰系统的波前相位畸变特性进行研究。首先,推导建立多元干扰信号的合成场模型,并以中心畸变程度和有效畸变区为目标函数建立约束模型;其次,通过MOEA/D算法对各环路干扰信号幅度比、相位差、环路数等参数进行优化分析;最后,结合对雷达的跟踪角干扰效果进行仿真验证。结果表明,相比于单环路干扰系统,多环路交叉眼干扰系统能够有效提高中心畸变程度和增大有效畸变区,同时随着环路数增加,干扰系统对单脉冲雷达的干扰效果减小,使干扰系统更多地表现为雷达指示器的作用。

一种用于鱼眼镜头的线性标定方法

针对鱼眼镜头的高精度标定需求,提出一种基于除法畸变模型的线性标定方法。通过除法模型将标定问题转换为线性方程组求解问题,在确定相机畸变中心后对畸变方程与投影矩阵进行解耦,分别求解相机内外参数和畸变系数,从而实现鱼眼镜头的快速鲁棒标定。实验结果表明,与非线性标定方法相比,该方法在保证标定准确性和可靠性的同时,计算效率提高了约10倍。

像机多参数的随机并行梯度下降标定算法

针对许多透镜成像畸变模型在求取像机参数时忽略透镜畸变中心位置的影响,将图像主点位置视为透镜畸变中心位置的问题,为提高标定精度,将畸变中心位置引入透镜畸变模型并作为增加的待标定像机参数。为弥补由于增加待求参数带来的标定过程运算量大、效率低等问题,采用随机并行梯度下降算法进行优化迭代以达到提高参数在线标定能力的目的。数值仿真和实物实验均表明,多参数随机并行梯度下降标定算法具有精度高、鲁棒性与快速收敛性等优点。

宽带多模光纤带宽优化技术研究

在实际预制棒生产中,由于生产条件以及制造工艺的原因,光纤预制棒的芯包层界面会出现不平滑、芯层折射率剖面曲线出现毛刺、凹坑或持续波动、偏离理想折射率分布、光纤中心出现凹陷或尖峰等预制棒折射率缺陷.本文在对宽带多模光纤的波导色散与材料色散进行深入的理论分析与计算的基础上,研究了光纤掺杂材料在温度、反应压力、反应浓度以及微波等离子体能量等不同反应条件下的反应效率,以及光纤微分模时延测试响应与预制棒折射率曲线的关系.结合生产实践,给出带宽优化的方法、折射率剖面中心畸变消除方法和折射率剖面偏差校正方法等几个宽带多模光纤的关键制造技术.通过改进的光纤预制棒制造工艺技术,成功地制造出了性能指标全面符合IEC 60793-2-10关于A1a.3(OM3-550)技术指标要求的多模光纤.该宽带多模光纤可用于10Gbit/s以及40Gbit/s以太网应用.

薄壁箱梁畸变分析理论的研究

对薄壁箱梁以畸变角和畸变挠度为位移参数的两种畸变理论进行比较分析,证明了两种理论的计算结果是完全一致的。根据箱梁的变位协调关系得出畸变挠度和畸变角的互换性,从而建立了两种理论的控制微分方程的互换方程。采用广义坐标法,明确了畸变中心的定义,确定了畸变位移模式,进而基于能量变分原理,建立了充分考虑剪切变形效应的畸变分析理论,推导了求解的初参数法,研究了剪切变形的影响。结果表明:剪切变形对畸变翘曲应力和横向弯曲应力的影响较小。

由灭点进行径向畸变的自动校正

目的镜头畸变影响着3维重建、几何量测等工作的质量。根据图像中的灭点几何约束条件,提出一种根据灭点进行弱径向畸变自动校正方法。方法为避免包含畸变中心参数的非线性模型优化结果的不稳定性,在求解径向畸变系数之后进一步对畸变中心进行优化。首先根据灭点几何约束条件建立关于灭点与径向畸变系数的非线性模型,使用Levenberg-Marquardt(LM)算法估计灭点坐标与径向畸变参数,然后根据质量评价准则对畸变中心和径向畸变系数进一步迭代优化;最后,通过真实图像对该方法的可行性进行分析验证。结果采用不同的数据对径向畸变进行了有效地校正,并采用校正后的数据进行了相机标定,标定结果相对于传统基于非量测校正方法有明显的提高。结论充分利用图像中的灭点属性,提出一种新的镜头径向畸变校正方法。实验结果表明,该方法能够有效地对径向畸变进行校正,并克服了传统基于非量测畸变校正方法的不稳定性。