应用虚拟像平面方法的圆柱表面单目重建

针对圆柱表面重建问题,采用单面阵相机和线结构光构成视觉系统。该视觉系统采用虚拟像平面相机模型,通过构建虚拟像平面上的虚拟投影图像去除畸变的影响,通过虚拟像点和相机光心确定投影射线。提出该模型下相机光心的定位方法;利用两个平行平面上的结构光条的虚拟图像实现结构光的标定。利用线结构光在圆柱表面的光条为空间中一条椭圆弧的特性,首先计算出光条点在结构光平面上的坐标,由此提取出椭圆特征;再利用椭圆的短轴长为圆柱直径的特性获得圆柱的空间方程,实现圆柱定位;最后利用光心和虚拟像点在标定平面的投影点确定投影射线,计算出虚拟像点在圆柱面上的投影点坐标,构成柱面点云,并恢复出圆柱表面图像。实际实验中该视觉系统的测量精度达到双目视觉系统的水平,说明了虚拟像平面方法的有效性。

基于投影轮廓的纸箱尺寸单目测量

针对长方体纸箱三维尺寸测量问题提出一种单目视觉方法,利用虚拟像平面相机模型,恢复出长方体在支撑平面上的虚拟投影图像,利用支持向量机的方法从投影图像上判别出纸箱区域,再利用一维Hough变换方法获取每条边缘线段的样本点集,利用投影图像上的长方体边缘间存在的平行或垂直等几何约束关系,通过最小二乘方法提取边缘直线方程,利用长方体固有的几何约束关系计算其三维尺寸。实验结果表明,该方法对于长方体三维测量结果误差在毫米量级,平均相对误差在2%以内,其测量精度不低于当前的最好方法,在测量系统结构的简单性、自动化程度、鲁棒性等方面都具有优势。

基于圆柱体的相机光心定位

针对虚拟像平面相机模型下的相机光心定位问题,提出了一种利用高度已知的圆柱体标定块的方法。在虚拟像平面相机模型下,首先,利用三角面片拟合法生成圆柱体在支撑平面上的虚拟投影图像,图像中圆柱体的外部轮廓表现为两段圆弧和两条与之相切的线段;其次,提取虚拟图像中圆柱体的外部轮廓,并挑选出两组圆弧样本点,用最小二乘方法对两段圆弧进行圆拟合,最后求取与两圆相切的直线的交点作为虚拟主点,由两个相似三角形计算虚拟焦距,从而实现相机光心在虚拟像平面坐标系下的定位。实验结果表明,若以OpenCV中的标定方法的结果为真值,该方法的误差小于0.6%,验证了本文方法的有效性。

基于机器视觉的标志点垂直位移量测量

针对特征标志在垂直方向上的位移量测量问题提出了一种基于机器视觉的测量方法。首先对相机模型进行标定,包括传统相机标定和虚拟像平面相机模型标定;其次,通过像平面与虚拟像平面之间存在单应关系,根据单应关系和像平面上各点的灰度值,将像平面上的像映射到虚拟像平面上,生成虚拟图像;然后,对虚拟图像进行图像处理操作,包括对虚拟图像进行二值化,滤波等图像基本处理操作,并对虚拟图像上的特征标志点和特征线进行特征提取;最后,建立数学关系,求解特征标志点的世界坐标和特征线的方程,得到特征标志在垂直方向上的位移量。在实验室环境下,文章所提出的标志点在垂直方向上的位移量测量方法,实验的平均误差为0.118 7 mm、最大误差为0.23 mm。通过实验数据可以看出本文所提出的方法误差较小,能够有效解决特征标志在垂直方向上的位移量测量问题。

Assessment of Levator Hiatus by 3D Ultrasound Volume Contrast Imaging in Normal Nulliparas

The ability of 3D ultrasound volume contrast imaging in C-plane （VCI-C） in the assessment of female levator hiatus was analyzed in eighty normal nullipaxas. Interoperator variability in levator hiatus measurements was analyzed. The comparison of the axial image of magnetic resonance imaging （MRI） and C-plane image of volume contrast imaging （VCI） in thirty normal nulliparas was also done. It shows that VCI-C can clearly demonstrate the structure and accurately quantitates the size of the levator hiatus. It is reliable, convenient and without contraindication in assessment of female levator hiatus. The technology opens up entirely new modality for assessing female pelvic floor.