单反相机在仿古建筑精细建模中的应用

普通单反相机、手持相机等非量测相机用于近景摄影测量辅助精细建模时,由于仿古建筑细节纹理具有高度相似性,获取的影像又缺少高精度定位测姿系统(POS)信息,在空中三角测量运算时,会匹配出大量错误连接点,以至于不能顺利重建三维模型,针对这一问题,本文提出一种单反相机用于大型仿古建筑精细建模的方法,采用先分区后融合的空中三角测量方法,避免出现错误连接点,通过试验证明该方法能有效避免出现错误连接点,融合建模的纹理精度和位置精度均能满足地理实体生产和实景三维的要求。

基于无人机倾斜摄影的河湖水质污染范围监控方法研究

由于河湖水污染的非连续性,使得水质污染范围监控结果不精准,提出基于无人机倾斜摄影的河湖水质污染范围监控方法。导入倾斜摄影图像,通过光束法测量区域网空中三角,分析像素点坐标。计算三维空间点和相机像素点的重投影误差,生成水质污染高密度点云数据。对图像径向畸变、切向畸变处理,线性变换处理图像。结合无人机高光谱遥感反射率测定方式,获取太阳总辐照度。基于无人机高光谱遥感反射率计算结果,监控河湖水质污染范围。实验结果可知,监控的异常水体污染范围与实际监控范围一致,该方法具有精准监控效果。

Context Capture在车辆三维建模中的应用

无人机倾斜摄影技术和Context Capture因具有自动化程度高、建模精度和效率高等特点而被广泛应用于三维建模中。本文使用无人机倾斜摄影技术和Context Capture分别对一辆SUV和一辆三厢轿车进行了三维建模,并对其进行了精度分析。结果表明,采用多条航线的无人机拍摄策略可以充分捕捉车辆各个侧面的细节信息。使用Context Capture构建的车辆三维模型细节清晰可辨,真实地反映了车辆外形。车辆特征点实测数据与航拍数据之间的最大相对误差为0.9%,确保了车辆三维建模的精度要求。

纵横CW-15搭载Riy-DG3相机在王瑶水库工程测量中的应用

近几年随着无人机航测技术的迅速发展,目前的大型工程勘测项目几乎已经离不开无人机航测技术应用,正射影像图(DOM)、数字地形图、三维模型等测绘产品作为大型项目的基础数据,均主要依靠无人机航测手段获取。以垂直起降固定翼无人机CW-15搭载睿铂Riy-DG3倾斜相机在延安市王瑶水库工程测量项目中的应用为例,对航摄技术设计、航摄外业实施及航摄测绘产品的生产进行阐述,可为类似的工程项目提供借鉴。

基于激光雷达点云数据的光伏电站智能巡检系统

面对当前使用的人巡和机巡方法缺少对光伏电站周围环境分析,使电力线巡检数据评估结果与实际结果不一致,导致智能巡检结果不精准的问题,设计了基于激光雷达点云数据的光伏电站智能巡检系统。利用倾斜摄影相机可以转换视觉模式,确保不会发生不同视角下的摄影重叠问题。设计环境和设备信息采集模块,集中处理环境参数,并将处理结果存入存储模块。采用激光雷达,实现测距。利用激光脉冲对点云数据进行采集和处理,对雷达参数进行调整。通过计算激光源到被测点的距离,得到光伏电站周围的环境信息。建立三维曲面模型拟合电力线,获得最佳参数。设计输电线路巡检航线自动规划流程,完成光伏电站智能巡检。由实验结果可知,该系统水平距离和垂直距离均与实际数据一致,具有精准的巡检结果。

基于云台相机的旋翼无人机视觉伺服方法研究

针对旋翼无人机视觉伺服中相机视场范围过小等问题,提出一种基于云台相机的视觉伺服控制方法,实现了旋翼无人机在经典视觉伺服视场外位置的定点悬停控制。首先建立了云台相机的图像特征运动学模型,设计了基于云台相机的旋翼无人机视觉伺服控制方法,并将模糊PID算法融入云台控制,旨在提高响应速度。分别进行了近目标点和中远目标点的旋翼无人机视觉伺服定点悬停仿真。仿真结果表明,所提方法大幅扩大了旋翼无人机视觉伺服控制的视野范围,扩展了无人机视觉伺服的应用场景。

物联网技术在历史建筑保护中的应用

针对历史建筑保护人工参与高,难以实现实时、远程、持续保护的问题,提出利用物联网技术,通过在历史建筑周边安装智能摄像机、倾斜传感器等物联网设备,实现对历史建筑人员侵入、倾倒变形、剧烈震动、火灾等情况的智能化监控。利用地理信息技术建设历史建筑监控管理平台,不仅可以实现物联网设备的集成接入,还能及时将实时情况、地图预警信息推送到历史建筑监控管理中心和管理人员,在历史建筑保护中有较好的应用效果。

基于模型预测的二维视觉云台控制算法研究

视觉伺服是一种利用从视觉传感器中提取的反馈信息来控制机器人运动的技术,云台视觉伺服控制就是将视觉传感器获得的信息反馈给控制器,实现对云台的闭环控制,使目标始终出现在相机的中心位置。首先利用核相关滤波跟踪算法(KCF算法)得到待追踪目标在像平面中的像素坐标,基于图像雅可比矩阵及云台速度雅可比矩阵,建立像平面中特征点像素移动速度与二维云台各关节回转速度之间的数学模型,根据数学模型采用模型预测控制方法构建控制器,计算得到二维云台各个关节的最优控制速度,便于系统对目标进行最佳的跟踪,保持待追踪目标始终处于像平面的中心位置。最后在搭建的实验平台上进行运动目标跟踪实验,实验结果表明,所设计的系统具有较好的目标跟踪效果,验证了跟踪算法的可靠性。

机器人摄像机在全媒体演播室中的应用

机器人摄像机是一种新型拍摄设备。福建省广播影视集团新建的全媒体演播室使用了机器人摄像机。介绍机器人摄像机的技术架构及实际应用,总结技术实施中遇到的难点及解决办法,提升机器人摄像机应用的智能化和自主化。

基于定向摄像头的大拱棚运输车视觉导航研究

针对大拱棚中运输车导航问题,提出了一种适用性更高的导航方法。为了规避叶间空隙对Hough直线变换精度造成的影响,使用道路尽头横向中心点作为导航信息标定点,搭建摄像头云台使得摄像头视轴始终与道路平行。使用色度法对作物与道路进行分割处理,通过面积筛选所得的轮廓点集,能够准确计算出道路尽头的横向中心点像素坐标,从而得到运输车的位姿信息。通过运动学建模对运输车进行了轨迹仿真,得到了运输车不同速度下对识别误差的动态响应。基于Raspberry Pi平台搭建了导航信息提取装置,在不同道路长度的拱棚中对比了本文方法与Hough变换法的识别精度,并使用不同类型摄像头进行了静态导航信息提取实验,同时在不同速度进行了运输车的直线行驶实验。静态实验表明,相比于传统Hough变换,该导航方法能够显著提高识别精度,使用长焦摄像头比普通摄像头识别精度平均提高了25. 7%,导航线平均识别偏差为2. 4 cm,检测速率为240 ms/f,具有较高的精度和实时性。行驶实验表明,该导航方法在不同速度下均能保证较小的稳态误差,能够满足生产要求。

基于双目云台相机的目标跟踪系统建模与仿真

对双目云台相机目标跟踪系统的各个环节建立数学模型。采用扩展Kalman滤波(Extended Kalman Filter,EKF)作为定位跟踪算法,利用双目云台相机在水平方向、垂直方向转动角及其相对位置估计出目标实时位置;针对云台相机建模过程中相机外部参数随云台旋转发生变化的问题,提出一种云台相机实时标定方法;利用云台相机模型将目标估计位置投影到相机图像平面,提取出目标的图像特征作为视觉伺服系统的反馈信息控制云台旋转跟踪目标轨迹。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,仿真结果证实了方案的可行性和有效性,为视觉伺服控制器进一步设计提供了仿真平台。

路况PTZ摄像机自动标定方法

为解决路况pan/tilt/zoom(PTZ)摄像机内外参数实时多变,绝对距离难以求解的问题,提出了一种基于路况图像的自动化标定方法:建立全新的路况PTZ摄像机成像模型;根据图像中提取的路面点的相对距离关系,推导模型中各未知参数的求解方法,实现摄像机参数的"白盒"标定,并给出了自动化标定的实现方案;摘录实际路况试验结果,计算标定误差.该算法只需要路面场景图像即可实现自动标定,无须人为干涉和配置,其计算简单,灵活性好,非常符合智能交通监控系统的需求.

道路场景下相机自动标定及优化算法

当前交通相机的自标定算法大多基于灭点或道路中的几何标识进行标定,但多灭点的检测存在不稳定及趋于无穷的"病态"条件,标识先验条件获取不精确等因素,造成自标定算法的实际应用受限.为了改进上述问题,首先根据典型道路场景,建立较稳定的单灭点标定模型;然后动态获取道路中的可标定区域及其中的几何标识,并在钻石空间中求取最佳灭点;最后利用场景中的冗余信息构造非线性约束条件,对标定参数在约束空间中进行迭代求最优,以消除标定初始条件不精确造成的标定误差.在云台相机监控的实际弯曲道场景中进行实验,同时改变相机视角及焦距进行实时算法处理,结果表明,该算法在多交通场景下的标定准确率达95%以上,优于现有算法,尤其适用于云台全方位交通相机的自标定.

室外移动机器人的视觉临场感系统

本文介绍了我们所建立的室外移动机器人的视觉临场感系统，由摄像机云台系统、头盔系统、通讯系统、视频显示系统组成。

基于自动识别系统的长江控制河段船舶视觉伺服跟踪方法

针对狭窄弯曲的控制河段目标船舶跟踪监视难度大,直接采用现有海事视频跟踪监视方法存在跟踪滞后、对准误差,乃至目标丢失的问题,提出了采用船舶自动识别系统(AIS)与多个云台摄像机联动的方式对控制河段船舶进行主动跟踪监视。云台摄像机根据目标船舶的经纬度进行初始对准;同时结合船舶航速、航向进行动态预测跟踪以平滑图像并消除跟踪滞后;进一步运用目标船舶图像识别进行误差校正,以保证目标船舶始终处于最佳监视区域。仿真结果表明,该算法可对目标船舶进行连续、动态跟踪,实时性好,准确性高。

基于分道线的道路云台摄像机参数自动标定

为实现基于道路视频摄像机视频处理的运动车辆精确测速,提出基于分道线长度、车道宽度和分道线消失点的道路云台摄像机参数自动标定方法,以对摄像机焦距、俯仰角、旋转角、离地高度等参数进行自动标定。实验结果表明,在应用于基于视频处理的运动车辆速度检测时,所提方法与雷达测速在平均误差以及误差标准差方面远小于我国公路测速允许的误差上限,验证了方法的准确性和有效性。

视觉技术的中心定位误差方法研究

在目标精确定位实际应用时,往往会由于倾斜拍摄物体而引入定位误差。针对这一问题开展研究,提出一种消除误差的有效方法。根据线性摄像机成像过程,建立理想与非理想两种成像模型,揭示在摄像机倾斜拍摄时同一目标在图像像素坐标系下的对称中心并非世界坐标系下目标对称中心,分析误差产生原因,并提出在世界坐标系下目标的精确定位方法,即通过将图像坐标系中目标逆向投影到世界坐标系下再进行定位,就能消除该定位误差。实验结果表明,同一目标在图像坐标与世界坐标系下对称中心并不对应,在世界坐标系下进行定位能获得更高的定位精度。

一种基于尺度不变特征点的运动目标检测算法

针对PTZ(Pan/Tiit/Zoom)摄像机的运动目标检测,提出了一种基于尺度不变(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)特征点的运动补偿解决方案.首先,采用相邻两幅图像特征点匹配的方法获得运动补偿,从而解决了PTZ摄像机的自主运动带来的问题;然后利用时间差分法得到运动目标的区域;晟后利用形态学中的腐蚀和膨胀方法去除噪声.测试结果验证了算法的实用性和有效性.

污水排放的远程监视监测系统

本文介绍了由环保部门通过电脑远程监视、监测所属企业污水排放的情况 ,并在电脑上自动记录各项监测的数据 。

基于数字天顶仪的双轴倾角仪研究

数字天顶仪在进行天文定位的过程中存在轴系偏差.为了高准确度地进行倾角补偿,在考虑倾角仪参量的基础上精确推导了倾角的输出数据,并分析了倾角仪参量的准确度对定位结果的影响.得出当倾角仪双轴尺度系数变化值的平方和小于10-6时,倾角仪标定参量的变化对定位结果的影响可以忽略.对数字天顶仪的倾斜角和测站点位置准确度对倾角仪参量的标定准确度的影响进行了分析,结果表明倾角在大于100″时参量标定的准确度较高,当测站点位置误差小于0.23″时对于标定参量的影响较小.