高精度摄像机标定模板的设计及识别算法

针对目前摄像机标定模板——黑白棋盘格识别精度低导致标定精度降低的问题,提出了一种以渐变圆形为特征的摄像机标定模板以及相应的检测算法.新的摄像机标定模板以渐变圆形作为图元代替以前的棋盘格交点,从而可以使摄像机更精确地对其位置进行识别,得到更精确的摄像机标定结果,并保留了黑白棋盘格作为标定模板,具有制作简易,成本低廉的优势,并且针对这种标定模板,提出了精确的检测算法.实验结果表明,在相同的摄像机和相同的环境下,新标定模板和检测算法标定的投影误差比黑白棋盘格的标定结果减少了20%.     

基于增量PCA的目标跟踪算法

在空间遥操作系统中为了获取良好的视觉信息使操作员有种身临其境的感觉,在基于奇异值分解的PCA算法上采用增量PCA跟踪算法,避免了提取大量图片的问题;将该算法与PTZ摄像机相结合,设计了一套基于主动视觉的目标跟踪系统。为机械臂提供灵敏的感知系统,在不接触目标的情况下将相关信息及时传递给地面操作员,便于操作员自然、有效地解决问题。在机械臂动作之前执行规划,在动作过程中不断地反馈信息,适合于对环境变化有适应性要求的作业。     

基于双棱镜单摄像机立体视觉的P-GMAW熔池表面重建

利用传统的双目立体视觉技术进行焊接熔池表面形貌的三维传感,系统成本昂贵,且拍摄时必须保证同步,摄像机参数的不一致也容易造成重建误差。分析了双棱镜立体视觉系统原理,搭建了一套基于双棱镜的单摄像机立体视觉系统,在一个CCD像面上拍摄到同一物体存在视差的两幅图像,预处理后通过SSD算法求取像素级视差图,然后由二次曲线拟合进一步获得亚像素级视差图,由标定结果求得每个图像点对应的三维坐标。通过搭建的传感系统获得了P-GMAW平板堆焊基值期间的熔池图像,依照上述流程重建了熔池的三维表面形貌,同时针对重建结果做了误差分析,证实了其可靠性。     

精细小件化学热处理滚筒炉的研制

研制了适于精细小零件大批量化学热处理的滚筒炉,有效地解决了薄片状小零件在其它类型炉中散料处理时,由于零件相互堆叠、不能更位而导致加热和与活性气氛接触不均匀所带来的质量问题。为照相机、仪表、标准件等行业提供了一种新型工艺装备。     

高分辨率SS型摄像管伪信号的成因及防止

该文研究了高分辨率SS型摄像管伪信号产生的原因。认为由靶返回的电子束轰击栅极G_2产生反射电子束再轰击靶面而形成伪信号。消除伪信号可在栅极G_2上设计偏转反射束R_2的电极板,也可在栅极G_2前增加反射R_2的电极板。     

基于双目视觉技术的物体深度信息的提取

传统的双目匹配算法得到的数据是左右视图匹配点的二维坐标;但二维坐标将丢失物体的三维深度信息。提出一种利用视差原理在世界坐标系内计算该物点在现实中所对应点的三维坐标的新方法。该方法分为三部分:第一部分为双目相机的标定,包括内参(主点、焦距、径向畸变、不垂直因子)以及两相机之间的外参(旋转矩阵和平移矩阵)。第二部分为特征点的提取与匹配,特征点的提取则是利用SIFT算子提取左右视图的特征点,匹配则是将两视图中的对应点(现实中为同一点)利用SIFT算法进行匹配。第三部分为物体深度信息的计算,利用双目相机的视差原理和已经得出的双目相机的参数进行空间还原得到相应的左右视图投影投射矩阵,结合空间几何线性关系计算出该点在世界坐标系的三维坐标,从而得出其深度信息。     

A New Algorithm for the Establishing Data Association Between a Camera and a 2-D LIDAR

In this paper,we propose a new algorithm to establish the data association between a camera and a 2-D Light Detection And Ranging sensor （LIDAR）.In contrast to the previous works,where data association is established by calibrating the intrinsic parameters of the camera and the extrinsic parameters of the camera and the LIDAR,we formulate the map between laser points and pixels as a 2-D homography.The line-point correspondence is employed to construct geometric constraint on the homography matrix.This enables checkerboard to be not essential and any object with straight boundary can be an effective target.The calculation of the 2-D homography matrix consists of a linear least-squares solution of a homogeneous system followed by a nonlinear minimization of the geometric error in the image plane.Since the measurement quality impacts on the accuracy of the result,we investigate the equivalent constraint and show that placing the calibration target nearby the 2-D LIDAR will provide sufficient constraints to calculate the 2-D homography matrix.Simulation and experimental results validate that the proposed algorithm is robust and accurate.Compared with the previous works,which require two calibration processes and special calibration targets such as checkerboard,our method is more flexible and easier to perform.     

三维计算机视觉系统中的结构光快速定标

利用DLT模型及简化模型 ,导出双相机单激光系统定标模型 ,巧妙地设计适用于单双相机系统的透明定标薄板 ,实现从单摄像机到双摄像机的快速定标。整个方案简单快速有效 ,定标精度达像素级。方案还可推广到多相机多激光源系统。     

数码相机点像坐标定位的数学模型

本文在靶标上特征点成像坐标为已知的前提之下,针对单相机条件定位和双相机系统定位的不同问题建立数学模型,给出了求解的具体途径。     

古代泰山石刻的三维真实可视化

提出了一整套数字化石刻保护的技术,详细阐述了利用数码相机多角度拍摄古代石刻、经过计算机图像处理技术、复杂三维数字建模等方法最终实现泰山石刻三维真实可视化的过程,以达到原样数字保护和永久数字化存贮石刻文物的目的。同时也为石刻文物的保护提供了新思路、新方法。