基于相机标定的全景图拼接方法研究

提出了一种基于相机标定的全景图拼接方法,对待拼接图像进行几何畸变矫正与旋转变换处理,提高图像配准的精度与全景图的拼接质量。通过相机线性标定得到单应矩阵,分离单应矩阵的内外参数。利用内参数,计算图像的径向畸变,矫正图像的几何畸变;利用外参数,将待拼接的序列图像转化在同一世界坐标系下;利用图像的同名像点实现图像的快速精确配准,实现全景图的高质量拼接。实验结果表明,使用该方法可以获得较高的拼接精度,拼接过程直观且不会发生误匹配。

“玉兔”巡视器活动式相机热设计及在轨分析

月面虹湾地区的环境温度为-180^+90℃,需同时解决"玉兔"巡视器活动式相机在桅杆复杂活动下的月昼散热问题和月夜无电能供给下的保温问题;另外月尘的不确定性也给相机热设计带来了风险。因此,月昼极端高温下,转动桅杆为相机寻找最佳避暑姿态,并优化相机开关机时长比例,从而解决相机月昼散热问题。而在月夜极端低温下,则调整相机与巡视器的热耦合状态,将桅杆收拢至围栏内,借用巡视器月夜保温系统进行保温。此外,还对月尘在散热面上的沉降诱因进行分析,并采用限制工作太阳高度角应对月尘带来的风险。热分析和在轨实际数据比对结果表明,采用避暑姿态和间歇工作模式,月昼高温下相机工作温度最高可降低15℃;月夜桅杆收拢,相机温度不低于-26.1℃,相机安全度过月夜,并可节约4.5W同位素功率。文中热控与姿态相耦合的热控方法可解决行星表面巡视探测器活动式相机的高低温难题,降低了热设计的同位素资源,可为中国后续行星表面巡视探测器的热控设计做参考。

一种单双目结合的全景避障测距方法

基于平行双目的测距技术已经较为成熟,而在许多实际应用中两相机的位置并不平行,导致两相机视场重叠区域大幅减少,从而缩小了测距范围。针对此问题,提出一种单双目结合的全景测距方法。该方法通过在视场重叠区域使用双目测距,在非重叠区域使用单目测距,以实现在整个视场都能实现障碍物测距,并且将此方法推广到全景相机上实现360°方位的测距。通过实验验证该测距方法的精度,实验结果表明,该方法具有较好的测距精度,能满足避障的精确性要求。

全景摄影技术在建筑工程中的应用浅析

全景摄影是近几年流行并开始广泛应用的特殊摄像技术,用全景摄影技术可生成360°三维空间场景影像。全景相机,诸如理光景达、小米全景相机等,其操作应用简单、效果震撼,一键拍摄即可生成360°三维漫游影像,应用场景十分广泛。建筑工程领域引入全景摄像技术可拍摄全景样板、制作交互式全景漫游、制作全周期空中全景记录等,给现场管理带来全新的视觉体验,实例验证表明全景摄像技术在建筑工程中的应用有很大开拓空间。

基于未标定普通相机的全景图像拼接方法

提出了一种利用普通相机拍摄的图片来构造全景图像的方法。首先利用ORB特征匹配算法对相邻图像进行匹配,并利用匹配点计算图像间的单应性变换矩阵;其次,对单应性矩阵进行分解,估计出摄像机内参数矩阵及图像间的旋转变换矩阵,并为保持全局一致性,建立全局旋转矩阵以消除拍摄过程中产生的抖动和倾斜;最后,建立柱面环境图,将拼接图像卷绕至柱面,并对拼接后的图像进行融合处理生成360°柱面全景图。本算法使用未标定的普通相机拍摄的图片即可生成柱面全景图像。实验结果表明该方法的拼接效果好,有较强的实用价值。

全景相机摄影技术在建筑施工中的应用

全景相机摄影技术在近几年应用于建筑施工领域,并且凭借其能代替图片浏览的特点,在各大项目中广泛使用。管理人员通过全景照片能快捷、迅速了解现场实际施工进度,为下一步施工部署做准备。使用全景相机摄影可以生成360度全景照片,给项目施工人员带来全新的漫游式视觉体验,施工过程全阶段记录,达到施工过程可追溯、施工工艺全记录的目的。现实应用中也表明该项技术可以为项目带来很大的帮助,在方案部署、场地规划等不同工作中助力工程建设。

稀疏图像空间全周场景图像化和三维重建

针对全周场景图像化和三维重建问题,该文通过匀速旋转一台非中心配置相机收集全周场景的时间序列图像,生成稀疏图像空间;在分析图像空间外极约束关系的基础上,导出图像空间中特征点轨迹形状和目标点深度信息间的关系,并通过具有视野选择功能的多基线算法抽出稀疏轨迹,实现了空间点的深度信息提取;最后通过插值生成场景的全景图。稀疏图像空间的应用提高了图像化速度,多基线算法提高了深度信息提取的鲁棒性,相机选择有效地解决了立体视觉中的'深度遮挡'问题。实验结果显示,该方法能够提高摄像速度45倍、降低均方根误差95%以上,高可靠性地实现了全周场景图像化和三维重构。

基于线阵CCD的全景成像系统设计

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用。提出了一种基于线阵CCD(charge coupled device)相机360°扫描的全景图像获取方法,探讨了该系统的硬件接口和软件程序设计。采用线阵CCD相机获取图像,简化了全景图像的拼接过程;应用CameraLink接口技术进行数据传输,提高了系统的抗干扰性和实时性。

基于FPGA的全景图像处理系统SDRAM控制器设计与实现

在对高分辨率折反射全景图像的快速采集处理中,同步动态随机存储器(SDRAM)作为重要的数据缓存器件,对于其正确的控制关系到整个系统能否正常工作.在分析了SDRAM各项参数及其工作原理的基础上,设计了基于FPGA的双SDRAM控制器,在乒乓缓存模式下轮流采集图像,完成了分辨率2048 dpi×2048 dpi、每秒15帧的CameraLink接口的全景图像的实时采集、缓存解算,以及以1024 dpi×768 dpi的分辨率进行实时显示.

一种基于射线模型的图像定位系统

图像定位技术在现实中有广泛的应用,如导航、路径规划、虚拟现实等.对于用户而言,只需拍摄一张图像即可实现定位.本文提出了一种基于射线摄像机模型的图像定位系统,包含基于射线模型的三维重构算法和基于位姿图优化的图像定位方法.提出的三维重构算法利用射线模型的内在几何性质,能够处理全景和鱼眼等广角摄像机模型,降低采集和重构的代价,提升重构的效果.基于位姿图的定位方法融合了图像与点云匹配的信息和图像间相对位姿信息实施定位,得到更高的定位精度.实验证明本文方法的有效性.

三维全景视觉技术在农业机器人中的应用

提出了将同步多相机全景技术应用于农业机器人的思路和方法。基于同步多相机系统的特点,推导了直接计算法进行全景拼接;阐述了单镜头定向方法,给出了多相机系统坐标系与单镜头坐标系定向结果的转换公式,并给出了全景图中坐标计算的方法。

一种新型车载安全监控系统设计

为了解决汽车安全行驶问题,提出了一种新型的车载安全监控系统,可用于拥挤人群中安全行驶和车身近距离全方位监控.在汽车前、后、左、右4个方向分别安装4个摄像头,用于采集车身四周路况,将采集的图像进行俯视变换.图像拼接融合等算法处理,最终在显示屏实现全景图像和单路图像显示,使驾驶员可以随时掌控车辆所处的环境,有效避开车辆周围的障碍物以及实现对车身周边环境的无盲区监控.

基于场边界线的多摄像机智能监控系统研究

伴随视频监控系统的普及,多摄像机智能视频监控技术得到了广泛的研究和应用。特别是视频监控中的运动目标检测分割、运动目标跟踪和多摄像机协同技术,成为计算机视觉领域研究的热点。单摄像机跟踪常被应用的监控范围限制,当监控场景是一个室外环境或需要一个较大的观测范围时,常需要多摄像机进行多物体跟踪。为了建立一套有效的多摄像机智能监控系统,提出一种基于摄像机视野的重叠区域的协同监控方法,找出重叠区域的边界线即场边界线,旨在解决单摄像机监控范围有限的问题,实现对某一场景进行全景监控。在多摄像机系统中各个摄像机的场边界线在其他摄像机中可见的情况下,给出寻找它们的方法。基于此,可基本确定在多摄像机中的运动目标对应关系,获取多摄像机的拓扑关系。

测绘新技术在第三次全国国土外业调查工作中的应用

第三次国土调查是国务院部署的一项重大的国情国力调查,对各省、市、县的规划决策和发展具有重要的意义。随着测绘科学技术的发展,北斗卫星定位系统、无人机、360°全景相机和平板电脑等新技术的使用不仅提高了调查的准确性和工作效率,而且减少了工作危险性,因此,测绘新技术的使用对国土调查具有重要意义。

一种通用的鱼眼图像全景拼接方法

全景拼图在虚拟现实领域中有着广泛的应用.相比于传统透视相机,鱼眼相机具有视角广的突出特点,将其应用于全景图像合成可大大减少所使用图像的数量.文章引入虚拟相机平面的概念,试图给出一种通用的鱼眼图像全景拼接方法.由实验结果看出,文章提出的方法能够达到令人满意的场景拼接效果,满足一般的应用需求.

全景漫游技术在外场阵地场景展示中的应用

针对外场阵地勘测结果展示手段单一、真实感差等问题,利用全景相机、Kolor Panotour等软硬件工具提出一种用于阵地信息演示的新方法,实现了阵地及其周围环境信息三维全景漫游展示,增强了勘测阵地场景演示的真实性与可交互性,并且以新选外场阵地的实地勘测为例描述及总结了全景漫游图形成的具体方法和流程,方式新颖生动,具有一定的实用及推广价值,为阵地勘测工作及其展示提供了参考。

虚拟现实关键技术专利分析

虚拟现实已成为当前信息技术发展的重要方向,国外ICT领域巨头纷纷加大了研发投入并积极开展专利布局,市场竞争日趋激烈。因此,本文在介绍虚拟现实/增强现实的产业发展和关键技术体系的基础上,重点分析国内外专利发展态势以及重点专利权利人竞争格局,并对光场显示、追踪交互、全景摄像和虚拟现实应用技术的专利趋势和重点专利申请人做了分析,为业界全面了解虚拟现实/增强现实技术的专利发展态势和潜在的知识产权风险问题提供了参考。

全景视频摄像机的非参数化几何校正与拼接

提出了一种新的多相机全景视频拼接几何校正拼接方法。先用全景视频摄像机组采集标准标定场的稀疏特征点阵,利用自适应网格细分技术把采集的图像和标定场坐标细分到像素级对应,则全景视频的几何校正和拼接可以通过直接映射得到。在摄像机阵列相对位置固定时,可以一次校正多次使用。本文方法避免了普通拼接方法的特征点检测、匹配优化等参数求解过程,尤其是采用具有较大畸变的广角镜头和相邻相机视场重叠较少时更能体现出其优越性,并可以很容易地迁移到类似的应用中。通过一个原型系统,验证了本文方法的有效性。

基于鱼眼投影的头戴显示器全景显示系统

设计了一套结合鱼眼摄像头和头戴显示器的新型全景显示系统。采用鱼眼正交投影法建立合适的数学模型,基于该数学模型合理展开虚拟半球的UV,将鱼眼图像映射到虚拟半球上,同时使用双目虚拟摄像头采集已经矫正畸变的图像,并将其显示在头戴显示器中,达到头戴显示器全景显示的效果。通过实际测试验证了该方案的可行性。

基于结构相似度的全景相机立体像对图像质量评价

从嫦娥三号全景相机的特点(双目相机)出发,提出了一种针对图像像对质量进行评价的方法,即结构相似度(SSIM)的评价方法。在分析了嫦娥三号全景相机成像原理以及以往采用的评价因子的基础上,运用此方法对全景相机所获得的图像像对进行了质量评价。该评价因子能够很好地适用于嫦娥三号全景相机所获得图像像对的质量评价,并且优于常用的一般评价因子。实验表明此评价方法在像对质量评价上具有一定的优势。为后续全景相机图像进行立体图像匹配提供参考。