近景摄影测量圆形标志中心的提取方法

本文提出了一种识别近景摄影测量照片中的圆形标志中心的方法。对于一张照片上的标志点的提取分为手工提取和自动提取两种方式,自动提取包含粗略定位和精确提取两个阶段。该方法已应用于笔者开发的近景摄影测量数据处理软件中,结果证明在单纯背景下面自动提取具有较好的提取效果,而在较为复杂的背景下面提取效果亦可接受。     

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.     

基于摄像机的人体运动分析系统标志点图像处理

针对基于普通摄像技术的人体运动分析系统检测精度与处理速度低的问题,提出了一种快速标志点模糊图像预处理及标志点识别与跟踪的新方法。该方法首先利用快速模糊边缘检测算法对图像进行增强处理,然后使用作者构造的基于阈值法的连通域判别算法提取标志点图像边缘,最后运用“一阶预测—局部搜索”方法查找与跟踪标志点。对比实验及临床应用结果表明,该方法具有运算量小,图像处理快的特点,提高了运动分析系统的运行速度。该方法尽管是针对由普通摄像机替代专用设备建造的人体运动信息分析系统中图像处理问题提出的,但它同样适用于其它有关静止或低速运动物体图像的检测、处理与模式识别等方面的研究。     

多片空间后交法实现Hasselblad相机检校

为了解决近景摄影测量中相机在不同调焦距下检校的问题,采用多片空间后方交会方法对Hasselblad 555 ELD数码相机实施检校。检校结果表明,多片空间后方交会相比于单片空间后方交会,其检校结果较为稳定,且检校参数的可靠性可经由多片空间前方交会方法进一步验。该检校方法是一种较为可靠的相机检校方法,可用于近景摄影机的检校。     

三维数据拼接中编码标志点的设计与检测

提出了一种编码标志点的设计与检测方法,以满足三维扫描测量中对大面积物体进行全场检测的编码标志点拼接法的要求。编码标志点由编码点和标志点组成,其中标志点提供位置信息,编码信息被编译储存在编码点的排布中。研究了编码点的数量和编码标志点方案总数的对应关系以及标志点的编码方法。对编码标志点的检测以及偏心误差进行了分析。实验证明,该编码标志点方案简洁、严密,容易识别,达到了设计要求。     

基于序列图像的相似材料模型变形测量

针对传统模型观测方法中存在的缺点,提出利用基于非量测数字相机的数字近景摄影测量技术进行相似材料模型变形测量.推导了利用二维直接线性变换分解相机内外方位元素初值的实用算法,利用最小二乘影像匹配对控制格网点和变形标志点进行高精度定位.结合自检校光束法平差进行变形标志点坐标的高精度解算.利用模型模拟开采不同时刻的序列立体影像像对的解算结果,完成相似材料模型的变形测量和实时位移分析.试验得出变形标志点的平面测定精度高于±1mm.可以满足本次试验条件下相似材料模型变形监测的精度要求.     

自然地表测距残差对激光测高系统的在轨检校

针对星载激光测高系统,提出一种基于自然地物表面测距残差分析的星载激光测高仪系统误差的在轨检校方法,该方法在已知地表先验模型的前提下推导出测距模型,根据推导的测距模型利用测距残差分析,对激光指向角误差及测距误差进行检校.相较于海洋扫描的测距残差分析方法,该方法利用了残差分析进行检校,但检校场不再局限于平静的海面,且避免了姿态机动;相较于自然地物表面的检校方法,利用了自然地物表面作为检校场,建立的误差模型更直观地反映出激光指向角对测距值的影响.仿真结果表明:该方法能较好地对激光指向角误差及测距误差进行检校,使假定系统误差值与系统误差检校值的偏差值优于12%.     

应用局部自适应阈值方法检测圆形标志点

利用圆形标志点的几何和灰度特征,在图像中搜索具有符合该特征描述的区域,对圆形标志点进行粗定位.对粗定位区域的扩展区域使用最大类间方差阈值分割法分割出圆形标志点轮廓,并对像素轮廓进行最小二乘拟合,计算出圆形标志点的中心坐标及拟合轮廓各参数,根据该参数筛选保留所需标志点中心坐标.结果表明:该方法使用局部的大津阈值检测圆形标志点,能够避免全局阈值的缺陷,提高标志点检测的检出率;采用最小二乘椭圆拟合提取标志点中心,能够达到亚像素级精度.     

基于投影红外标志点的室内大范围增强现实跟踪方法

提出一种基于投影式红外标志点的方法用于室内大范围增强现实跟踪注册.设计一种红外投影装置与红外激光发射器配合作为红外标志点发生器.采用红外摄像机采集红外图像,另一摄像机采集真实场景.提出利用解决同时定位与地图生成的SLAM方法,对红外图像进行分析,由一个初始已知标志点开始,跟踪投影在墙面或天花板上的其他红外标志点.由扩展卡尔曼滤波算法得到红外摄像机位姿,进而完成三维注册.实验证明该方法原理可行,能够满足实时跟踪注册的要求.     

线阵相机在车载三维信息采集系统中的检校分析

车载系统是一个综合体,它需要各个设备之间协同工作,才能真正使整个系统达到最优的工作状态,因此必须对系统设备进行检校.本文主要是介绍车载系统中的图像采集设备--线阵CCD相机所采用的一种检校方法及其工作原理,实际就是根据线阵相机的特点,采用数学方法计算相机的投影中心坐标,并对检校结果及检校中所遇到的问题进行分析研究.     

基于平面靶标的相机内部参数标定精度分析

相机内部参数标定是实现机器视觉测量的必要环节.目前常用的标定方法有Tsai两步法、DLT方法以及基于平面标靶的张正友法等.张正友法简单易行,因而得到广泛应用,标定精度取决于平面靶标的制作精度、图像特征点坐标的提取精度、镜头畸变、靶标摆放数目以及位姿分布等.对张正友标定方法的精度进行探讨,分析各影响因素对标定精度的影响,提出基于均匀设计的思想进行靶标位姿分布的设计思想.仿真和实际测试证明,采用均匀设计的靶标布局明显提高相机内部参数标定精度.     

一种改进的相机标定方法

以提高相机标定效率和自动化程度为目的,提出一种相机自动标定方法.传统相机标定需要手工标识,工作量大、效率低.使用自制标定模板,应用特征点检测技术代替手工标记,实现自动检测标记点并自动排序,标定精度和原算法基本一致,而且可靠性好,实用性较强,简化了标定过程.     

相机目标自标定系统三维重构的研究

对相机目标自标定系统三维重构方法进行了研究,首先介绍了相机的针孔透视变换的数学模型,并计算了相机成像的畸变系数;介绍了相机传统线性标定的方法,重点分析了引入非线性优化的平面标定的方法,并在此基础上结合LM优化算法对相机的参数进行了求解;最后通过实验仿真证明了该方法能够较好地描述相机的成像情况,从而证明了引入非线性优化的标定方法在相机目标自标定系统三维重构中的可行性。为相机系统识别目标的精确度,实现对目标的全方位精确识别提出了一种新的研究思路。     

一种便携式的无人机航测非量测相机标定方法

相机标定是确定相机几何和光学参数的过程,相机经过标定后能更准确地获取二维目标点坐标对应的空间三维信息。针对无人机航空非量测相机便捷、精确的标定需要,采用了一种基于红绿编码板的自检校光束法平差标定方法。该方法通过自动提取和识别编码标志、建立同名点对,利用同名点对进行相对定向测定初始参数,然后考虑相机内参数和镜头畸变等因素,采用严格的自检校光束法平差模型解算出精确的相机参数。通过对NEX5N相机拍摄的45张相片作为实验数据解算该相机内部参数,实验结果表明,由于标定板便于携带,标定场布设简单,该方法对实验场地要求低,并简单易行,且标定的速度快、精度高,基本可以满足无人机非量测相机"随时随地"即时标定的需求。     

基于平面模板的摄像机标定方法

文章提出了一种基于平面模板的摄像机标定方法,仅要求摄像机在3个(或3个以上)的不同方位对同一平面模板进行拍摄,即可标定摄像机参数(包括内参数、外参数、畸变系数).并利用两步法求解摄像机参数.模拟图像和真实图像结果表明,该方法兼顾了标定精度与速度.整个标定过程不需要人为干预,可以自动进行,具有较强的实用性.     

基于圆形阵列标定板的张氏相机标定法

提出了一种基于圆形阵列标定板的张氏相机标定法.利用大恒水星系列相机对不同方向和不同姿态的圆形特征标定板进行20次拍摄,并利用亚像素边缘检测算法对图像视野中的特征进行边缘检测;接着对得到的边缘封闭的特征分别进行圆度、偏心率和凸度的条件限制,提取出图像中符合要求的圆形特征;最后通过标定板上圆形特征的圆心像素坐标与世界坐标的对应关系来进行相机标定.实验结果显示,圆形特征的圆心坐标平均重投影误差在0.007个像素以内,表明了该算法的可行性.      

一种基于轮廓特征的图像拼接算法设计与实现

提出了一种新的基于轮廓特征的图像拼接算法。在特征提取阶段 ,对卷积图进行增强 ,并用区域增长方法进行辅助校正 ,能改善轮廓提取效果 ;在特征表示方面 ,用形状签名代替链码来描述轮廓 ,从而提高了计算速度 ,降低了由噪声干扰和镜头形变造成的影响。实验结果表明 ,该算法在速度上优于基于链码的配准算法 ,准确率高 ,并且可以适用于未经过几何形变校正的图像的配准与拼接。     

基于非成像模型的摄像机校准方法

作为摄影测量关键部件的摄像机,其校准精确度直接影响了整个测量系统的测量不确定度．通过对常规摄像机校准技术的研究,发现基于内参数成像模型的校准方法会因为内参数综合优化的相关性干扰和非线性求解的不确定性使校准的畸变参数不稳定,且无法修正由镜头透镜组制造中的曲率变化非连续平滑等造成的非模型化畸变．结合航空摄影测量光学实验室方法与垂线法,以摄像机的成像原理为依据提出基于非成像模型的校准方法,以实现逐像元（甚至亚像素级）畸变的细化修正．实验表明,该校准方法的角度测量精度为±5″,系统不确定度为10×10-6,并可适用于所有的相机和镜头．     

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。     

数字光栅投影轮廓测量系统不确定视角标定法

建立了数字光栅投影轮廓测量系统的简易标定模型,以实现测量系统的简便化和便携式应用。该标定模型基于绝对相位提取和空间映射技术,仅需确定像面坐标和绝对相位到空间坐标的转换矩阵。标定矩阵由L evenberg-M ar-quardt算法优化求解,其中所需的已知空间点阵列借助新型虚拟三维靶标实现。该虚拟靶标基于不确定视角摄像机标定法,仅需要一个平面靶标,避免了使用昂贵的平移设备,极大地降低了标定系统的成本和复杂度。对标定系统进行了大量实验,并使用标定球对测量系统进行了测量精度评价。实验结果表明标定精度高于0.2mm,证明该标定法具有很好的应用价值。