基于OpenCV的二维定位系统设计

提出一种在照、摄像机内部参数未知的条件下,由单幅二维投影图像进行目标定位的方法和系统设计方案。即对目标平面上位置已知的参考特征点与他们在二维图像上的投影仅进行一次匹配训练,便可由单幅二维图像确定目标方位。文中以Intel公司开发的开源计算机视觉库OpenCV作为定位系统的开发工具,充分利用其提供的函数库功能,根据本系统的特点在组件层次上进行设计和优化,提高了定位的精度和效率,具有良好的跨平台移植性,可以满足多种计算机视觉系统的需要。     

基于立体靶标的摄像机标定方法

为获取视觉测量系统中二维图像到三维空间位置的变换关系,提出一种基于立体靶标的摄像机标定方法.针对无畸变小孔成像模型,使用最小二乘法求解初始投影矩阵后通过LM准则对其优化;根据多张图像对应的投影矩阵,求解摄像机内参数及各相应外参数;引入二阶径向畸变模型,建立理想图像坐标和实际图像坐标间的方程求解初始畸变系数;使用LM准则...     

数码相机定位的优化设计

研究的是数码相机在交通管制中定位物体特征点的优化设计问题．将数码相机成像问题简化为针孔成像问题后,研究了靶标图像与数码相机像平面上图像间的旋转和平移关系,为了使二维图像获取三维信息,建立起图像间的透视投影模型．利用该模型,通过确立标定点与相应的二维图像坐标,运用最小二乘法求解投影矩阵,实现对相机内、外部参数的标定．标定过程中,运用数字图像处理技术,对图像进行二值化处理,提高了数据的准确度和科学可信性,由此解得较为精确的内、外部参数,获得基于此模型的圆心在像平面的坐标表示,分别为A（321,189）、B（422,196）、C（639,212）、D（582,502）、E（284,501）．使用BP神经网络方法对已建立的模型进行检测,通过对比BP神经网络与透视投影求得圆心值与实际圆心值的均方根误差,论证了该模型有较高的精度和稳定性．并基于已有工作,建立了双目视觉定位模型,得到两部相机间的相对位置关系．在模型的进一步讨论中,研究了椭圆中心偏移问题,时像平面上椭圆的中心坐标进行了修定,得到实际的中心为：A（325,191）、B（427,201）、C（642,216）、D（584,504）、E（288,505）．以及讨论了图形的畸变问题,确定了相应的关系．     

一种采用航拍图像识别高压输电线路防震锤缺失的检测算法

高压输电线上防震锤长期经受各种恶劣的自然条件影响,容易导致重锤坠落,如不及时更换缺失的防震锤,会使导线疲劳断股的风险增加。为了解决高压输电线上的防震锤巡检问题,提出一种高压输电线路上的防震锤缺失检测方法。首先使用基于HOG特征与SVM分类器对无人机航拍图像进行防震锤目标定位,然后结合防震锤的结构对称特征,将定位到的防震锤旋转变换至水平状态后进行垂直投影,依据投影分布中两侧重锤投影坐标与线夹投影坐标之间的距离差异来判断防震锤是否缺失。结果表明,该方法将二维图像数据转换为一维数据分析,在保证准确率的同时,简化了分析问题的难度,处理速度快,且极大降低了拍摄光照、目标颜色等因素对缺失检测的影响。     

CO_2激光焊接等离子体图像的三维重建

利用一组同步触发的高速相机获取CO2激光焊接过程中等离子体在多个方向的投影图像,采用质心投影法则对等离子体图像进行微调以提高空间匹配度,通过相机标定以及投影权重因子的计算,建立了等离子体的三维图像与二维图像之间的投影关系方程,并利用代数迭代法求解方程,获得了等离子体的三维亮度分布.结果表明:与二维等离子体图像相比,所提出的激光焊接等离子体图像的三维重建方法具有较高的重建精度,能够更加准确地描述对象的整体特征和内部信息.     

用于三维重构的相机标定算法

为了从物体的二维图像参数中得到三维重构模型,需要通过相机内部参数,建立真实物体与对应成像物体的关系模型,提出一种借助双平面镜进行三维重构的相机自动标定算法.通过两个普通平面镜获取被摄物体的5个不同角度二维图像投影,自动标定算法依赖物体的投影轮廓线计算相机内部参数.试验结果表明,通过相机自动标定算法获取轮廓和相机的参数信息,能有效地实现基于视觉外壳算法的三维重构.     

用OpenGL实现CT图像三维重建系统的设计

在二维图像中提取三维信息研究的基础上,介绍了用OpenGL开发工具对人体CT图像进行三维重构,为CT图像从二维到三维的立体还原理显提供了一种高效率,高质量和高性能的解决方法,其效果十分显著,并研究了坐标转换,旋转及投影等功能实现的方法,为都助医生精确定位病变物体提供强了强有力的依据。     

新一代人机交互中的二维图像AVR重建

给出一种二维景像图像的基于超二次曲面模型的AVR重建算法，重建中使用计算机视觉与计算机图形学相结合的方法。一方面，利用超二次曲面在正交投影平面上球积可分解的性质，对真实景物在正交平面上投影的轮廓使用超二次曲线拟合，由拟合曲线的球积重建出景物的超二次曲面基元描述模型；另一方面，使用基于序列未定标图像的三维重建方法，从不同视点的图像中重建出景物的真实尺寸及位置信息，从而获得景物从完整的参数描述模型，实现了从二维图像中重建出景物基于超二次曲面层次描述的计算机内部模型。     

岩石薄片三维重建训练图像分析

基于二维图像的砂岩三维重建中,二维图像的空间结构分析是一个至关重要的环节.要成为三维随机模拟的训练图像,二维图像的空间结构统计特征必须满足平稳性和遍历性要求.本文通过多尺度纹理特征分析方法进行训练图像的平稳性分析,利用表征区域分析训练图像的遍历性.实验结果证明,满足平稳性和遍历性的训练图像能得到较好的三维重建结果,并提高了三维重建的效率.     

基于全局最小二乘拟合的直线抽取算法

提出了基于全局最小二乘拟合的应用于二维图像的直线抽取算法.类似于一维数据曲线拟合的方法,通过引入叉分的手段,克服了二维图像数据非单值函数的困难(图像的y坐标作为x坐标的函数),实现了用最小二乘算法来全局地描述、提取二维图像中的直线.并提供了数值实验验证.     

基于双目立体视觉的三维建模算法

根据双目立体视觉成像原理来完成特征点深度信息的恢复,提出了一种基于图像的三维建模方法。利用该方法标定出相机的全部内外参数;利用双目立体视觉成像原理,根据不同位置拍摄的2幅或多幅照片中的对应点的图像坐标,计算它们在空间中对应点的三维坐标,实现了由多幅图像来恢复物体的深度信息;最后,利用这些坐标在Rhino中实现了由离散的稀疏点云数据建立三维实体模型。     

排球扣球动作的三维手势重建系统设计

为了精确、快速、低成本地获得运动员的排球扣球动作三维手势模型并对其进行数字化模拟,需要对排球扣球动作的三维手势进行重建系统设计。传统的基于多台Kinect的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先使用两台Kinect分别采集运动员排球扣球动作二维手势图像的点云数据,通过标定得到两台Kinect采集到的排球扣球动作二维手势图像姿态关系;然后基于标定结果,使用迭代最近点算法对两部分排球扣球动作三维手势图像的点云数据进行配准得到完整的排球扣球动作三维模型。存在重建成本高,噪声干扰严重导致重建系统失真严重的问题。为了降低噪声干扰,提高重建精确度,降低成本,提出一种基于立体视觉的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先通过传感器或摄像机等设备获取排球扣球动作二维手势图像,并对其进行平滑去噪;然后采用基于2D平面标靶的标定原理,建立摄像机成像的排球扣球动作三维手势图像几何模型并获得其参数;最后利用双目立体视觉算法实现对排球扣球动作三维手势图像的特征提取与匹配,完成三维手势重建。实验结果分析证明,所提方法可以提高排球扣球动作三维手势重建效率,提高重建精确度,降低噪声影响,具有更加广泛的使用价值。     

基于虚拟仪器的视频图像采集系统设计与应用

利用虚拟仪器开发平台LabVIEW8.6及NI-IMAQ for USB模块、NI Vision8.6视频开发工具包,结合普通的USB摄像头开发了一套基于虚拟仪器技术的视频图像采集系统,可实现图像采集、显示、拍照及视频图像存储等功能,并利用该系统,实现了一维及二维条形码的基本的扫描识别功能及视频传输,拓展了系统的应用领域.     

基于单目运动摄像机的三维物体运动参数估计

针对单目视觉监测系统摄像机和目标物体同时运动时,如何有效测量物体三维运动参数的难题,提出一种基于单目序列图像对插入虚拟视点的算法确定运动物体位姿及运动参数的方法。动摄像机连续采集运动物体的图像序列,根据摄影几何原理对摄像机和运动物体进行分析,结合本质矩阵的特性,估算空间物体运动参数。实验结果表明,该方法能够在为摄像机与目标物体同时运动的情况下,有效地估测出物体三维运动参数,且该方法简单有效,具有较高的精确度和准确性。     

基于彩色CCD的三色法测量电弧温度场分布

电器触头是低压电器的主要部件,电弧温度是影响电器触头寿命的主要因素。根据ＣＣＤ器件感光成像原理、图像还原原理及普朗克辐射公式阐述了三色法测温的原理,利用彩色ＣＣＤ摄像机摄取的电弧图像中的彩色分量,运用数字图像处理技术进行了噪声消除,重建了电弧的二维温度场分布,描述了测量系统的构成,并给出了电弧实测结果。     

单目视图下相机标定和平面测距研究

描述了在透视投影和相机针孔模型下从单幅二维投影图像进行目标空间方位测定的方法,即利用现实场景中一个三维标定块来进行相机标定,采用线匹配法求出单应矩阵,即可测量平面上目标距离以及物体高度等。     

单幅运动模糊图像的恢复及应用

运动模糊图像复原技术高度依赖于点扩散函数的估计,即估计线性运动模糊的方向和长度,这两个参数与物体实际运动速度有一定几何关系。本文在去除运动模糊的同时,提出一种基于单幅模糊图像估计车速的方法。由于运动模糊通常发生在图像的动态区域,因此在恢复图像的同时依据成像几何、相机摆姿和估计出的模糊参数经过数学推导可以计算出车速。本文依据模糊像素扩散现象及模糊图像在频域的性质来估计模糊参数,结合维纳滤波方法进行复原。从而辨识车辆、估计车速、辅助交通管理。实验表明本文方法实用性强,效果较好。     

基于场景模型的双目相机动态检校方法

提出了一种基于场景模型的双目相机内、外方位元素的动态检校方法.初始检校过程构建了场景全局三维模型并以此为基础分别初步解算内、外方位元素,然后进行联合优化;更新检校过程利用已建立的场景模型,恢复场景模型与影像的关联,再通过联合优化更新相机的检校参数.实际场景实验验证结果表明:该方法的检校完整度优于基于即时定位和地图构建(SLAM)的检校方法,精度优于传统棋盘格检校方法.