用简单旋转装置实现三维相机多视角数据采集

提出一种用简单旋转装置实现单视角三维相机对物体进行多视角表面数据采集的方法.论述了基于这一方法的多视角三维相机的构造,旋转装置参数的标定,以及不同视角采集的物体表面三维数据直接通过相应的空间坐标变换关系对齐复位的方法;推导了关于旋转角度的空间坐标变换函数,分析了由旋转装置引入的多视角数据对齐复位的误差,最后给出了实例并进行了讨论.本方法构成的多视角三维相机将具有系统简单,采集过程无需附加操作和特殊要求,可确定的对齐复位精度以及全自动化的快速采集复位过程等特点.     

基于矩不变量和神经网络识别三维物体

三维物体识别是计算机视觉的重要研究课题,广泛应用于工业和军事等领域.目前大多数识别方法,只能由某个特定角度的二维图像识别三维物体.采用矩不变量与神经网络相结合的方法实现三维物体的识别.使样本物体绕z轴旋转,间隔一定角度拍摄一幅图像(最大间隔角度不超过30度),得到一系列样本物体图像.计算这些图像的矩不变量并作为其特征向...     

基于颜色编码三维测量的图像处理

摄像机获得是二维图像,损失了深度信息,如何从二维图像中获得深度信息是发展机器视觉的关键.提出一种颜色编码技术实现物体的三维测量.这种编码方案以红、绿、蓝三原色以及它们的补色黄、品、青6种颜色作为基本颜色,按着任意相邻的3个条纹颜色排列顺序是唯一的方式组合,构成了颜色编码图案,并由投影仪投射到被测物体上.通过对摄像机拍摄的图像进行解码,获得物体的三维坐标.提出一种自适应二值化方法实现了彩色图像的二值化处理.针对不同被测物体表面采用不同的插值方法,提高了测量分辨力.设计了仿真测量系统,实验结果显示所用方法是可行的.     

地表固定一点在地球运动过程中的三维坐标变化模型

利用运动合成原理及空间解析几何学知识对地球表面固定的一点在随地球运动过程中的空间三维坐标变化规律进行了研究,得到了地球运动过程中地表一点的三维坐标变化公式.通过研究增进了对地球运动过程中地表一点的三维坐标变化规律的认识,并且这一公式可以运用于诸如太阳影子定位技术及其他一些有关定位的问题之中.     

斜航摄影技术的研究与应用

利用倾斜航空摄影技术对西安市幸福林带建设工程示范段指定区域进行空中航拍,获取该区域高分辨率、多视角航空影像.采用实景三维建模软件对项目区绿化带、核心建筑群等数据进行全要素、真实、准确还原,基于实景三维模型、BIM模型数据、CAD图纸等资料,对批量生成的实景三维数据进行校正和修改,选用虚幻4引擎创建可视化平台,实现场景内...     

多视角图解地球运动

通过多个视角中心,对不同视角地球光照图进行解读,探究规律.研究发现,多视角下的地球光照图图式新颖,空间立体感强;图解的地理信息丰富且具体形象;地理规律的图解过程实质是规律的再现过程.这对地理空间和抽象思维的培养以及地图思维能力的提高有明显的帮助.     

一种基于熵的三维边界检测方法

提出了一种基于指数特性的三维边界检测熵算子，通过局部窗口的熵来确定物体表面点位置，再通过窗口重心坐标确定表面方向，并给出了相应的快速算法，实验结果表明这种方法对三维医学图象是有效的。     

双摄像机三维成像系统参数的标定和优化算法

通过分析双摄像机三维视觉系统的成像视觉过程,建立了包括镜头畸变因素在内的成像过程数学模型,推导了模型参数的求解方法,提出了标定过程的具体实现方法.在此基础上,同时结合双摄像机系统的成像视觉两个互逆过程,提出了一种标定参数的快速优化方案,利用视觉过程所提供的更多信息,从标定的最终目标——提高视觉过程的角度,优化成像过程的模型参数,以更准确地反映视觉系统的信号变换过程,提高三维视觉精度.实验表明,上述方法可以有效地同时提高双摄像机成像模型的标定精度及提高三维视觉系统数据的采集精度,并且优化算法迭代收敛速度较快.     

三维超声扫查截面点云灰度图像的生成方法

针对利用点云数据检测航空发动机叶片缺陷显示及提取困难的问题,提出一种基于平面拟合和坐标变换的叶片截面灰度图像生成方法。首先对超声扫查的截面点云数据通过平面拟合,得到点云拟合平面的法向量;接着通过空间坐标变换,使得点云数据在投影面不发生重叠和累积;然后将变换后的点云数据进行平面投影与网格划分;最后对网格中的数据进行几何分析得到截面的灰度图像,并进行了实验。结果表明,通过空间坐标变换后形成的点云截面图像比采用原始点云数据直接获得的截面图像更加清晰,明确地体现出叶片截面的缺陷和扫查轮廓,更加方便三维显示和观察以及自动化缺陷识别。     

基于立体视觉的月面地形重构

为了使月球探测器在月球表面安全的软着陆,需要对着陆区域的地形进行三维重构。提出了一种长基线的立体视觉的重构方法。在重构方法中,采用尺度不变特征变换方法,解决了存在旋转和缩放的图像的匹配问题;通过鲁棒最小二乘法估计相对旋转和位移;通过极坐标投影的方法对图像进行校正;使用归一化互相关算法完成立体图像对的匹配;结合Locus方法对地形进行三维重构。仿真的结果表明该方法可以有效的应用于月面地形的重构。     

内窥镜镜体形状的三维重建方法研究

从内窥诊疗过程中镜体形状显示的需要出发,介绍了基于曲率数据的镜体模型重建方法.鉴于空间曲线上曲率采集面的变化,引入了由曲线切向量和曲率分量决定的运动坐标系,接着在运动坐标系中合成曲率矢量,确定密切平面,然后在密切平面中对曲线进行弯曲计算和运动坐标系的变换分析,并对相关公式进行了推导.最后介绍了对这一方法的试算验证.     

一种图形透视投影矩阵的推导及编程实现

透视投影为三维图形显示的基础,在此基础上提出了一种基于透视投影矩阵的数学模型.可方便地将空间三维坐标转换为透视投影坐标,并实时地在屏幕上展现出来.并以三维数据的透视投影为例,显示了经过该透视变换后的透视图,验证了该方法的有效性.     

视频图像位移测试实验系统

高分辨率的图像测试系统价格昂贵，介绍一种使用普及型多媒体视频采集板的位移测试实验系统．系统配合廉价的视频镜头和通用微机及软件，组成一个图像位移测试系统，不仅满足学生的实验需要，而且可为研究开发图像处理软件提供试验条件．     

空间靶标位姿的三维重建方法研究

从增强现实AR系统中目标跟踪的需要出发,介绍了空间靶标位姿的重建方法.文章在点重建和线重建方法的基础上,分析了空间矢量在任何成像面上的投影位置关系,导出了在世界坐标系和在图像坐标系中重建空间矢量的两种方法,并将上述方法用于空间靶标位姿的三维重建,且进行了验证.     

用广义柱面坐标变换计算椭圆柱体绕对称轴转动的转动惯量

刚体的转动惯量是机械设计和工程技术中需要知道的一个重要物理量,计算或测量一些特殊刚体转动惯量是一个难点问题,用直角坐标法和广义柱面坐标变换2种方法对椭圆柱体绕对称轴转动的转动惯量进行计算.结果表明,后一种方法计算简单、实用,在工程技术中有应用价值.     

直升机桨叶图像中圆形标记点圆心检测及修正方法

视觉测量直升机高速旋转桨叶形变常采用基于圆形标记点的测量方法,但该方法中圆形标记点具有低曝光、小目标和投影不对称等特点,极易产生标记点漏检和圆心坐标误差的问题。为减小漏检、修正圆心坐标误差,提出了一种直升机桨叶图像中圆形标记点圆心检测及修正方法。首先,提取图像中局部极值中心的像素坐标,并依据阵列排布结构滤除干扰,获得所有圆形标记点极值中心的像素坐标;其次,以各极值中心的像素坐标为圆心,与相邻极值的最小距离为直径,建立圆形ROI （region of interest）区域,在ROI区域内并行分水岭变换和最小二乘法圆拟合得到圆心;再次,采用透视变换建立该图像与垂直相机光轴的同相位桨叶图像（正面图像）的投影映射关系,再采用LM （levenberg-marquardt）优化求解投影映射矩阵;最后,将该图像转换为正面图像进行圆心检测,再将该圆心坐标逆变换得到精确圆心坐标。实验结果表明,本文检测方法准确率和精度分别达98.89%和0.191 mm,已应用于直升机高速旋转桨叶运动轨迹和形变的高精度视觉测量。     

多模光纤光栅中新型的光波传输分析法

提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代法(ADIM),获得比中心差分算子高两个数量级的空间离散精度.然后根据场强加权转换方案,加权综合各子方程解,从而得到多模光纤中三维场解.基于这种方法,模拟多模光纤光栅中场分布,得到与实验结果多模式特性基本一致的光栅传输光谱图.     

变换视点中的三维分形树生成模型

基于分形树的生成原理,在分形迭代过程中加入三维空间的观察坐标系变换,构造出不同视点中的三维分形树,以模拟三维树在人眼中的图象,为虚拟现实的研究提供了一种可行参考途径.