A DECOMPOSITION DEPENDED ON DIRECTIONS FOR NONSINGULAR LINEAR TRANSFORMATION

In this paper. we give a decomposition depending on p(1≤p≤n-2) orthonormaldirections assigned for nonsingular linear transformation F on a n-dimension (n≥3)Euclidean space En, and then prove foal there exist q(q=n-p) quasi-Principaldirections.for F depending on the preceding p orthonormal directions. As applicance ofthe preceding result, we derive that there exist at least two orthonormal principaldirections of strain in arbitrary plane of body which is in homogeneous deformation,and strain energy density is.function of 5 real numbers under arbitrary quasi-principalbase.for the preceding nonsingular linear transformation.

基于改进DLT算法的单目标识别跟踪研究

为了提高DLT算法在视频中运动目标物体的跟踪鲁棒性、稳定性、实时性,对DLT算法进行改进。通过中值光流法计算初始位置和预测位置像素点灰度值的欧氏距离;运用一种新的在线学习机制P-N学习,用标记样本训练分类器,修改错误的正负样本,然后通过分类器对未被标注的数据进行标注,依次进行迭代训练;利用误差法和NCC法筛选出跟踪点,根据跟踪点的位置和距离的变化计算出目标框的大小和位置,实现目标跟踪。结果表明,改进后的DLT算法的目标跟踪的鲁棒性增强,能够根据目标框的实际情况获取有效的特征点,减少视频流中的目标过大或过小导致跟丢的情况。

不平行方向导数下的二元函数全微分

通过利用线性代数中自变量空间的基变换方法,推演出二元函数全微分的两个方向不平行的方向导数的线性组合表示,然后在自变量空间的一般可逆变换下推演出全微分的这种表示,推广了二元函数全微分的表示形式,并解释了其几何意义.

基于改进DLT算法的数字近景摄影测量

直接线性变换方法(DLT)无需内、外方位元素的初始近似值,故广泛应用于非量测相机的近景摄影测量数据处理.然而直接线性变换系数l的求解主要是依据控制点,当控制点精度较低、数量较少时,会致使结果精度较低或无法应用.基于经典的DLT算法,提出合理的假设及推论,建立相应的非线性规划优化模型.对经典DLT算法加以改进,并通过隧道数值试验加以验证,取得了较好的效果.

基于三维DLT理论的架空导线弧垂测量

架空导线作为电力系统的重要组成部分,肩负着传输电能的重要使命,弧垂直接影响输电线路的安全稳定运行。提出了一种三维DLT和二维DLT相结合的弧垂测量方法,采用三维DLT求解投影矩阵,然后运用二维DLT计算导线序列点的二维空间坐标。避免二维DLT方法标定点选取困难的问题,与三维DLT相比计算量大大减小。使用形态学方法处理导线边缘检测图像,避免出现双边缘和断裂现象,便于单根导线的提取。基于链码跟踪原理,提供了一种通过控制搜索方向在交叉情形下进行导线提取的方法。试验结果表明,在日常巡检时便可采用本文方法实现输电线路弧垂的快速测量,测量误差约为13 cm,具有较高的测量精度,且拍摄角度灵活、操作简单、成本低、效率高,具有重要的工程应用价值。

空间点的多视图DLT三维定位

物理点的三维定位是计算机视觉实现特征提取、模式识别、测绘、运动分析的基础,为了减少遮挡的影响及增大视场面积,可以通过多视图实现点的三维定位,但目前使用专门仪器设备及专门软件实现,定位的点数、二次开发功能都有一定限制。本论文提出一种基于直接线性变换(Direct Linear Transformation,DLT)的物体上点的世界坐标系下的三维定位方法,适用于单台相机移动获取的多视图实现的静态结构体点的定位,也适合于多台相机同时拍摄获取的机器上点的三维动态定位。采用DLT方法进行各相机(或不同位置下的相机)进行标定获取内外参数,即布置6个以上不共面且坐标已知的控制点,根据空间三维坐标与图像二维坐标的线性变换关系列出方程组,通过最小二乘法对相机内外参数进行线性估计;再利用这些内外参数实现点的三维定位,即依据空间几何线-线交会原理利用最小二乘法求解实现空间点的世界坐标测量。论文论证了本方法的原理,提出了方法的步骤,并以水田平地机为试验平台,测量平地铲上待测点的世界坐标来验证。试验结果表明:该方法测得的坐标在X,Y,Z方向的平均绝对误差为4.19 mm,3.97 mm,3.69 mm,空间相对距离误差为0.81%,满足一般测量精度要求。进一步提高精度可以考虑在标定步骤中校正相机失真。基于一台或多台相机得到的多视图,该方法能够实现任意多个物理点的世界坐标测量,测量结果不受相机位置影响。

附加约束条件的DLT用于非量测数码相机的检校

从直接线性变换DLT的基本原理出发,分析了数码相机检校的DLT一般方法存在的缺陷,提出了附加约束条件的DLT相机检校方法的数学模型,并通过实验验证了其正确性和可行性。

DLT方法在遥感相机几何定标中的应用

为建立适用于遥感相机定标的实验室,需要有几何标定的算法和软件对摄影图像进行计算。使用近景摄影测量中基于3维控制场的定标方法,对单CCD四波段遥感相机进行了几何定标,研究并自主编程实现了直接线性变换DLT(Direct Linear Transformation)算法,与基于空间后方交会算法的定标结果进行了精度对比。结论证明了DLT算法满足遥感相机实验室几何定标的精度要求,验证了其作为遥感相机室内定标解算方法的可靠性。

基于DLT模型的一种数码相机检校方法

直接线性模型法是相机检校中常用的一种方法,在其基础上提出了一种适合计算机处理的数码相机检校方法,其通过改变像方元素的单位,就可使用现有的摄影测量程序直接处理数字影像。文中进一步讨论了像素尺寸大小对系统误差的影响,并对像素大小的必要测定精度进行了公式推导。最后的实验结果表明,该方法可以获得较好的校准结果。

SIFT特征和正交DLT算法在物体识别中的应用

结合SIFT特征和正交DLT算法,给出一种较为精确的物体识别方法。该方法首先采用SIFT特征描述子进行测试图像关键点的提取,然后将测试图像和模型数据库中模型的特征点逐一匹配,设定匹配阈值,若匹配达到该阈值,则认为匹配成功,最后通过正交DLT算法在测试图像中识别该模型的位置。SIFT特征与正交DLT算法的结合有效地提高物体的识别精度。实验结果表明,该方法具有较强的鲁棒性,不仅可以在复杂背景下,较好地识别模型在测试图像中的位置,而且还可以在物体被部分遮挡的情况下,较为准确地对物体进行定位。

利用2维DLT和共线方程分解相机外方位元素

相机的外方位元素是摄影测量立体重建的重要参数。通过3维直接线性变换,利用3维控制场可以很容易地确定相机的外方位元素。文中提出并推导了在2维控制场的条件下,利用2维直接线性变换和共线方程之间的关系分解出相机外方位元素的实用算法。实验结果验证了该算法的正确性和可行性。

基于LCD和二维DLT的相机标定方法

近年来，三维目标建模一直是计算机视觉及摄影测量领域的研究热点，数码相机技术的发展使得普通数码相机在摄影测量领域的应用越来越广泛，相机（或摄像机）标定成为一项关键技术。本文提出了一种基于液晶显示器（LCD）的相机标定新方法，详细论述了其标定过程和标定理论。并通过实验证明了该方法的可行性。

相机检校DLT算法的改进

传统的相机检校直接线性变换(direct linear transform,DLT)算法中,利用最小二乘方法求解相机内方位元素以及畸变参数。在实际应用过程中,误差方程的系数矩阵是非奇异矩阵,但是检校场纵深程度不够大,使得系数矩阵条件数过大,其他因素的微小搅动将会引起计算结果的很大变化,因此使得误差方程呈现出病态。针对该情况,文章提出了一种简易检校场建立方法,并引用病态整体最小二乘方法对相机检校DLT算法进行改进,以适用于该检校场解算相机的畸变参数,最后用算例验证其可行性。

附加约束条件的DLT在基坑变形监测中的应用

直接线性变换方法 (DLT),以无需内、外方位元素的初始近似值的优点,广泛应用于非量测相机的近景摄影测量数据处理中。然而,直DLT系数Li的求解的主要依据是控制点,当控制点的精度较低、布设少或者不合理时,会导致解算结果精度较低甚至无法应用。而光束法平差中泰勒级数展开在构建误差方程中有着高精度的特点,但它对初始值有很强的依赖性,在近景摄影测量中整体广义逆求解比较慢。在此基础上,本文提出了一种附加约束条件DLT和光束法平差协同解算方法,用DLT算法确定光束法平差的初始值,保证了结果的收敛,弥补了光束法平差中泰勒级数展开法的不足。扬长避短,既继承了泰勒级数展开算法的精确性和顽健性,又具备最速下降法迭代前期收敛速率快、计算量小的优点。通过基坑变形监测试验加以验证,取得了较好的效果。

基于改进的DLT算法的PnP问题求解

摄像机绝对位姿估计问题,即透视n点问题(Perspective-n-point Problem,Pn P)在计算机视觉、摄影测量、机器人技术与增强现实等领域具有重要应用。解决该问题的经典算法直接线性转换(Direct Linear Transform,DLT)算法与其他高精度算法相比计算速度快但估计结果误差较大。文中提出通过充分利用旋转矩阵的约束改进DLT算法,仿真实验测试表明:新算法显著地降低了DLT算法的位姿估计误差,且与高精度算法相当,同时保留了计算效率高的特性。

基于路侧多机视频目标关联与轨迹拼接的车辆连续轨迹构建方法

针对单个相机覆盖区域有限的问题,本文提出了通过路侧多个相机获取车辆连续轨迹数据的方法。在路侧端布置多台固定相机采集视频数据,采用直接线性变换算法解决相机外参造成的画面畸变问题;通过全时域抽帧提取图片训练样本,采用YOLOv5训练车辆检测模型;针对偶发的车辆漏检情形,通过完整性检查可以筛查出此类情况并修复;针对连续多帧漏检或误检导致的目标关联问题,通过异常轨迹核查算法及数据修复工具解决;针对相机斜下方区域的车辆轮廓变形问题,采用车辆检测轮廓修复算法解决车辆在不同路段检测框大小不一的问题;提出了基于车辆质心坐标匹配的方法实现相邻机位间的车辆轨迹拼接。基于上述多机视频目标关联与轨迹拼接方法,在多机位时间同步下构建了覆盖武汉珞狮路高架桥的车辆连续轨迹数据集,轨迹数据集验证结果表明:数据集涵盖从畅通到拥堵的各种交通状态,包含多段分合流区域,数据集连续时长达到3.5 h,覆盖区域1.41 km;车辆检测模型的召回率达到93.23%,准确率达到98.51%,F1分数为95.80%;数据集包含主路及各处匝道汇入的轨迹共25734条,其中覆盖道路全域的完整长轨迹15004条。本研究丰富了路侧多机视频目标关联与轨迹拼接方法,有助于路侧宽域车辆连续轨迹构建及交通管理与控制。

基于DLTSC的低压架空输电线路空间距离测量研究

针对低压架空线路空间环境复杂导致安全距离隐患排查难的问题,提出了一种自定义的直接线性变换方法(Direct Linear Transformation of Self-Calibration,DLTSC),集成到便携式装置来计算导线弧垂及与周围物体的空间距离。以激光测距仪和陀螺仪进行空间测距,根据成像原理及空间测距仪辅助自标定,获取4个虚拟控制点计算参数;通过空间测距仪实测控制点进行参数修正,完成对DLT的自标定;解决了传统方法需要实际部署控制点的问题,实现了低成本和便携式测量,测量误差范围也满足实际工程需求。

基于凸优化的立体透视X射线成像标记三维重建方法研究

针对立体X射线透视立体影像同一标记对应的两条视线并不严格相交导致无法精确重建标记的问题,文章提出了一种基于凸优化的由粗到细的两阶段标记三维重建方法。首先,使用传统的直接线性变换方法从间隔采集的两幅X射线影像中对标记进行三维粗重建;然后,将线性投影模型与两极约束结合起来,将三维重建优化问题转化为凸优化问题。在仿真血管支架标记数据和真实X射线血管支架标记图像上进行了重建实验。结果表明,文章所提出的方法比传统的重建方法获得了更好的结果。

基于图像坐标映射的电力线弧垂测量方法

针对弧垂测量中电力线形态特征提取与重构的问题,提出一种基于图像坐标映射的电力线弧垂测量方法。分析了边缘检测技术和弧垂测量原理,描述世界坐标系与图像坐标系之间的映射过程。依据图像内外方位元素计算像点在世界坐标系下的投影变换矩阵。建立实验模型进行仿真分析,得到电力线在实际运行中与标记参考点的空间关系,最终实现对电力线弧垂特征点的准确测量。通过合理选取电力线塔标记参考点,算法能有效进行弧垂尺寸的估计测算。实验结果表明,测量误差满足实际环境下电力线巡检的要求,提出的测量方法可为后续应用研究提供参考。

相似材料模型离层裂隙动态检测研究

为分析开采前后上覆岩层的移动变形规律,使用相似材料模拟工作面开采引起的离层裂隙变化。此研究借助近景摄影测量技术拍摄开采模型不同时刻的状态,基于SIFT检测算子进行影像匹配,通过二维直接线性变换将像点坐标转化在物方空间,采用Canny算子检测影像离层裂隙边缘。最后,将不同时刻离层裂隙矢量化,从而实现模型的动态检测。通过融合多种检测算子,提高了矿山开采相似材料模型的模拟精度,可以高效便捷地检测离层裂隙,能够为分析裂缝演变规律、制订开采计划提供重要数据参考。