为了实现点胶加工工件的三维模型重建,在分析了SFM(structure from motion)算法原理和五轴点胶机特点的基础上,提出了一种在五轴机床上使用单目相机实现工件三维模型重建的方法。首先,通过标定获得相机内外参,建立世界坐标系、机床坐标...为了实现点胶加工工件的三维模型重建,在分析了SFM(structure from motion)算法原理和五轴点胶机特点的基础上,提出了一种在五轴机床上使用单目相机实现工件三维模型重建的方法。首先,通过标定获得相机内外参,建立世界坐标系、机床坐标系与相机坐标系之间的关系;其次,从不同角度拍摄工件,与一般SFM不同的是拍摄时由机床机械坐标计算出相机位姿作为外参;最后,将图像序列和相机内外参作为输入,经过稀疏重建与稠密重建输出三维模型。实验结果表明,选用恰当的原始数据与参数可以高效地完成重建任务,重建成功率在90%以上,平均重投影误差为0.653 144 pixels。展开更多
单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今...单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今呈现出精准化、快捷化、微型化、自动化、动态化等发展趋势。以孔径数量为标准,将单目三维视觉测量技术分为单孔径及多孔径两大类,分别综述两类方法的研究现状和发展历程,重点论述了应用较广的运动恢复结构法(Structure From Motion,SFM)和光场三维测量方法,并对单目三维视觉测量技术的未来方向进行了展望。展开更多
采用运动恢复结构(structure from motion,SFM)算法进行三维人脸建模一直以来受到研究者的关注,但其对错误的匹配点比较敏感,因此,文章提出了一种融合Gabor特征的SFM算法三维人脸建模方法。该方法利用Gabor滤波器提取纹理特征,判别轮廓...采用运动恢复结构(structure from motion,SFM)算法进行三维人脸建模一直以来受到研究者的关注,但其对错误的匹配点比较敏感,因此,文章提出了一种融合Gabor特征的SFM算法三维人脸建模方法。该方法利用Gabor滤波器提取纹理特征,判别轮廓特征点匹配的准确性;针对图像数增多,传统因子分解法不易修正旋转矩阵的问题,利用旋转矩阵的性质求得修正矩阵,避开方程组的求解;提出引入迭代最近点算法将稀疏三维特征点与三维模型进行配准,缩小空间距离,并结合薄板样条函数插值生成特定的三维人脸模型,为增强真实感,进行纹理映射。实验结果表明,该方法有效提高了匹配点的准确性,能够重建出具有较强真实感的三维人脸。展开更多
以青海省海西州乌兰县某测区为实验区,利用SfM-MVS(Structure from Motion with Multi-view Stereo)技术对无人机航摄数据进行处理,分析了不同控制点布设方案下的数据处理精度,完成了测区高质量三维点云数据的获取和DEM构建。结果表明:...以青海省海西州乌兰县某测区为实验区,利用SfM-MVS(Structure from Motion with Multi-view Stereo)技术对无人机航摄数据进行处理,分析了不同控制点布设方案下的数据处理精度,完成了测区高质量三维点云数据的获取和DEM构建。结果表明:采用SfM-MVS技术处理数据能够满足实验区设计测图精度要求,该方法在高山地区大比例尺地形图测绘方面具有可行性。展开更多
水沙运动造成的河床冲淤演变是自然界普遍存在的现象,常造成河道淤积、河岸变形、海岸后退、水库淤积库容减少等实际工程问题,其与水利工程设计、建设和运行紧密相关。研究精确、高效的河床3维地形测量方法并分析冲淤量变化,对河工模型...水沙运动造成的河床冲淤演变是自然界普遍存在的现象,常造成河道淤积、河岸变形、海岸后退、水库淤积库容减少等实际工程问题,其与水利工程设计、建设和运行紧密相关。研究精确、高效的河床3维地形测量方法并分析冲淤量变化,对河工模型试验及实际工程应用具有重要意义。本文开展不同水流条件下的推移质输沙试验,基于运动摄像恢复结构技术(structure from motion,SFM)方法,对床面冲淤前后分别进行3维地形重构,获取地形稠密点云。在此基础上,插入相同控制点获取实际地形3维坐标,并将3维点云坐标内插值在床面网格上,冲淤前后相减以精确获取整个床面冲淤前后变化。本文对使用SFM技术测量河床地形所涉及的拍摄方法、控制点选取、河道区域网格化及插值方法进行了介绍,总结了关键技术。研究结果表明:1)基于SFM方法,分别对有、无块状模型的棋盘格进行体积计算,验证本方法相对误差小于4%;2)将此方法用于计算水槽试验冲淤量,与实际称量值对比,其结果值相对误差小于5%;3)本方法应用于大型河工物理模型试验时,其河床冲淤量计算相对误差小于10%。该方法对水槽试验和河床物理模型试验均适用,可快速高效重构冲刷前后河床3维地形,具有较高精度,为研究河床冲淤变化及开展水利模型试验提供新的思路和参考。展开更多
文摘为了实现点胶加工工件的三维模型重建,在分析了SFM(structure from motion)算法原理和五轴点胶机特点的基础上,提出了一种在五轴机床上使用单目相机实现工件三维模型重建的方法。首先,通过标定获得相机内外参,建立世界坐标系、机床坐标系与相机坐标系之间的关系;其次,从不同角度拍摄工件,与一般SFM不同的是拍摄时由机床机械坐标计算出相机位姿作为外参;最后,将图像序列和相机内外参作为输入,经过稀疏重建与稠密重建输出三维模型。实验结果表明,选用恰当的原始数据与参数可以高效地完成重建任务,重建成功率在90%以上,平均重投影误差为0.653 144 pixels。
文摘单目三维视觉测量在视觉测量领域具有低成本、简便性、结构紧凑等优势,是以智能化、网络化制造为特征的先进制造典型技术之一。经过不断发展,单目三维视觉测量技术已成功应用于无人机导航、智能机器人、工业检测、医疗健康等领域,如今呈现出精准化、快捷化、微型化、自动化、动态化等发展趋势。以孔径数量为标准,将单目三维视觉测量技术分为单孔径及多孔径两大类,分别综述两类方法的研究现状和发展历程,重点论述了应用较广的运动恢复结构法(Structure From Motion,SFM)和光场三维测量方法,并对单目三维视觉测量技术的未来方向进行了展望。
文摘采用运动恢复结构(structure from motion,SFM)算法进行三维人脸建模一直以来受到研究者的关注,但其对错误的匹配点比较敏感,因此,文章提出了一种融合Gabor特征的SFM算法三维人脸建模方法。该方法利用Gabor滤波器提取纹理特征,判别轮廓特征点匹配的准确性;针对图像数增多,传统因子分解法不易修正旋转矩阵的问题,利用旋转矩阵的性质求得修正矩阵,避开方程组的求解;提出引入迭代最近点算法将稀疏三维特征点与三维模型进行配准,缩小空间距离,并结合薄板样条函数插值生成特定的三维人脸模型,为增强真实感,进行纹理映射。实验结果表明,该方法有效提高了匹配点的准确性,能够重建出具有较强真实感的三维人脸。
文摘以青海省海西州乌兰县某测区为实验区,利用SfM-MVS(Structure from Motion with Multi-view Stereo)技术对无人机航摄数据进行处理,分析了不同控制点布设方案下的数据处理精度,完成了测区高质量三维点云数据的获取和DEM构建。结果表明:采用SfM-MVS技术处理数据能够满足实验区设计测图精度要求,该方法在高山地区大比例尺地形图测绘方面具有可行性。
文摘水沙运动造成的河床冲淤演变是自然界普遍存在的现象,常造成河道淤积、河岸变形、海岸后退、水库淤积库容减少等实际工程问题,其与水利工程设计、建设和运行紧密相关。研究精确、高效的河床3维地形测量方法并分析冲淤量变化,对河工模型试验及实际工程应用具有重要意义。本文开展不同水流条件下的推移质输沙试验,基于运动摄像恢复结构技术(structure from motion,SFM)方法,对床面冲淤前后分别进行3维地形重构,获取地形稠密点云。在此基础上,插入相同控制点获取实际地形3维坐标,并将3维点云坐标内插值在床面网格上,冲淤前后相减以精确获取整个床面冲淤前后变化。本文对使用SFM技术测量河床地形所涉及的拍摄方法、控制点选取、河道区域网格化及插值方法进行了介绍,总结了关键技术。研究结果表明:1)基于SFM方法,分别对有、无块状模型的棋盘格进行体积计算,验证本方法相对误差小于4%;2)将此方法用于计算水槽试验冲淤量,与实际称量值对比,其结果值相对误差小于5%;3)本方法应用于大型河工物理模型试验时,其河床冲淤量计算相对误差小于10%。该方法对水槽试验和河床物理模型试验均适用,可快速高效重构冲刷前后河床3维地形,具有较高精度,为研究河床冲淤变化及开展水利模型试验提供新的思路和参考。
