检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于光束法平差的双线阵系统标定技术

计算机测量与控制 2024年第2期32卷 256-261,267页

作者：郭迎超王国珲西安工业大学光电工程学院西安710021

针对线阵相机特殊使用场景中所需要的高精度图像,对线阵相机进行高精度标定;提出一种基于光束法平差的双线阵相机标定方法;通过背景差分法获取线阵相机的特征点的像素坐标;再利用已有的直接线性变换方法和非线性优化方法求出相机的内参... 详细信息

针对线阵相机特殊使用场景中所需要的高精度图像,对线阵相机进行高精度标定;提出一种基于光束法平差的双线阵相机标定方法;通过背景差分法获取线阵相机的特征点的像素坐标;再利用已有的直接线性变换方法和非线性优化方法求出相机的内参、外参及畸变参数后,将得到的初始参数与世界坐标作为待优化集合,利用LM法和光束法平差对该集合进行更进一步的优化,使得双线阵系统的重投影误差降到最低;实验表明,该方法与传统的线阵相机标定方法相比重投影误差降低了75.01%。

关键词：线阵相机视觉标定光束法平差重投影误差

粒子加速器隧道准直测量中激光跟踪仪光束法平差的误差分析和应用研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

武汉大学学报（信息科学版） 2023年第6期48卷 919-925页

作者：罗涛何晓业汪昭义王巍李笑黄晴晴何振强柯志勇马娜王铜梁静李波门铃鸰王小龙董岚中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽合肥230029 中国科学院高能物理研究所北京100049 散裂中子源科学中心广东东莞523803

粒子加速器隧道准直测量往往沿直线或环形布设控制网,利用激光跟踪仪进行测站搭接测量时,误差会沿测站前进方向不断积累。为了提高现有跟踪仪控制网测量精度,首先推导了激光跟踪仪光束法测量的误差传递路径公式,分析了未知控制点的误差... 详细信息

粒子加速器隧道准直测量往往沿直线或环形布设控制网,利用激光跟踪仪进行测站搭接测量时,误差会沿测站前进方向不断积累。为了提高现有跟踪仪控制网测量精度,首先推导了激光跟踪仪光束法测量的误差传递路径公式,分析了未知控制点的误差来源;然后根据激光跟踪仪光束法平差原理得到4种不同方案,即无固定站心参数、固定站心姿态、固定站心位置和固定站心位姿,通过光束法平差解算并对比分析各方案。实验结果显示,4种方案解算点的绝对位置精度从高到低依次为固定站心位姿、固定站心位置、固定站心姿态和无固定站心参数。首尾闭合解算的平面位置均方根误差为0.147 mm,小于未闭合解算的0.163 mm,且在15 m×10 m×3 m的测量范围内,无固定方案平差解算的姿态和平面位置均方根误差分别为3.58 s和0.144 mm。实验结果表明,测站闭合能增强约束,固定站心位姿能有效抑制光束法测量的误差积累,从而提高整网平差解算精度。固定站心位置结果优于固定站心姿态,说明站心位置是影响激光跟踪仪平面光束法平差的重要参数。该研究可为今后高精度激光跟踪仪光束法平差方案设计提供参考。

关键词：粒子加速器隧道准直测量激光跟踪仪光束法平差固定站心位姿

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

光束法平差简史与概要

武汉大学学报（信息科学版） 2018年第12期43卷 1797-1810页

作者：单杰普渡大学土木工程学院

光束法平差是当前摄影测量和计算机视觉及机器人领域通用的一种利用影像进行定位的理论与方法。自诞生以来,通过多个学科学者的共同努力,其在理论上和方法上都有了全面和完备的发展,也备受多个交叉学科学者的关注。首先试图从历史发展... 详细信息

光束法平差是当前摄影测量和计算机视觉及机器人领域通用的一种利用影像进行定位的理论与方法。自诞生以来,通过多个学科学者的共同努力,其在理论上和方法上都有了全面和完备的发展,也备受多个交叉学科学者的关注。首先试图从历史发展的角度,介绍光束法平差的起源、模型的建立及其扩展,然后讨论其处理系统误差和粗差的方法及其解算方法。时间跨度大致涵盖光束法平差发展的60a,涉及的贡献主要来自摄影测量,但也包括了大地测量、计算机视觉和机器人领域的代表性工作。最后指出当前光束法平差的几个发展动态。文末附有光束法平差涉及的几个相关人物的简介。

关键词：光束法平差系统误差粗差简史

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于并行化处理的无人机影像三维重建算法

激光与光电子学进展 2024年第8期61卷 99-107页

作者：陈怀圆党建武岳彪杨景玉兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070 轨道交通信息与控制国家级虚拟仿真实验教学中心甘肃兰州730070 兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070

针对增量运动恢复结构(SFM)算法在重建大规模无人机影像数据集时效率低、易产生场景漂移的问题,提出一种可并行化处理的增量SFM重建算法。首先,利用词汇树图像检索结果约束图像特征匹配的空间搜索范围,提高图像特征匹配的效率。其次,综... 详细信息

针对增量运动恢复结构(SFM)算法在重建大规模无人机影像数据集时效率低、易产生场景漂移的问题,提出一种可并行化处理的增量SFM重建算法。首先,利用词汇树图像检索结果约束图像特征匹配的空间搜索范围,提高图像特征匹配的效率。其次,综合考虑特征匹配数量和无人机平台获取的全球定位系统(GPS)信息构建无向加权场景图,并选用归一化割算法将场景图划分为多个相互重叠的子集。然后,将每个子集分布在多核CPU上并行执行增量SFM重建算法。最后,基于子集间公共重建点和强相关子集优先被合并的策略实现子集合并。此外,结合GPS信息为光束法平差(BA)代价函数添加位置约束项,有效消除每次执行BA优化引入的误差。为了验证所提算法的有效性,在3个无人机数据集上进行实验,实验结果表明,所提算法相比原始增量SFM重建算法不仅显著提高了位姿估计和场景重建的效率,而且合理优化了重建结果的精度。

关键词：增量运动恢复结构光束法平差词汇树图像检索归一化割场景合并

基于异构计算的光束法平差加速方法研究与实现

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于异构计算的光束法平差加速方法研究与实现

作者：谢双镱江南大学

学位级别：硕士

光束平差法（Bundle Adjustment,BA）是联合投影观测信息同时优化相机参数和空间点三维坐标的算法,也是同步定位和地图构建（Simultaneous Localization And Mapping,SLAM）后端优化的关键技术。SLAM系统能否在低功耗的嵌入式平台上满... 详细信息

光束平差法（Bundle Adjustment,BA）是联合投影观测信息同时优化相机参数和空间点三维坐标的算法,也是同步定位和地图构建（Simultaneous Localization And Mapping,SLAM）后端优化的关键技术。SLAM系统能否在低功耗的嵌入式平台上满足实时性要求,是评估其能否应用于自动驾驶车端设备的关键指标。由于BA计算规模大、计算逻辑复杂,嵌入式CPU无法满足BA高速计算,BA成为性能瓶颈,极大地限制了SLAM系统的性能。现有的BA加速方法多为针对高性能服务器设计,无法应用于嵌入式平台设备。为了解决BA性能问题,本文针对SLAM场景基于异构计算模式对BA加速方法分别展开研究,分析算法流程和数据特征,分别提出了基于FPGA的离线BA加速方法和基于嵌入式GPU的在线BA加速方法。本文的主要工作如下:（1）设计了一种基于FPGA异构计算平台的离线BA加速器。首先对离线BA计算中雅克比矩阵的稀疏性质进行分析,将稀疏矩阵的计算过程重新设计为可并行的分块矩阵计算;然后分析在计算单个空间点的共视相机集合时的数据依赖,设计计算单元的数据流优化方式;同时针对舒尔消元计算中的矩阵计算乘加计算和模块瓶颈优化设计;最后在Xilinx Alveo U50硬件平台实现。实验结果表明,本文设计的加速器与嵌入式ARM处理器相比,性能提升4倍,适合低功耗的平台环境。（2）设计了一种基于嵌入式GPU的在线BA高速计算方法。针对特定场景中SLAM数据特点分析,提出滑动窗口机制降低计算规模;分析局部BA计算中稀疏矩阵性质提升算法可并行性;最后基于嵌入式GPU对算法进行并行加速。将其应用于车载SLAM系统并在真实场景下测试,实验结果表明:在AGX Xavier嵌入式GPU上,针对720P道路场景,该方法比同平台CPU上处理性能平均提升4.8倍,可以处理15FPS的相机位姿地图数据,满足了30FPS的VO处理需求,达到了车载系统的实时性要求。（3）实现了基于在线BA的视觉SLAM系统并在实际车载环境下验证了其效果。利用基于嵌入式GPU实现的在线BA加速器,设计实现了一套完整的基于单目相机的视觉SLAM系统。针对后端优化模块单卡性能不足的问题,进一步使用机器人操作系统（ROS）设计并实现了多节点的SLAM系统。通过设计不同节点的任务分配和任务调度方式,实现了多节点协同计算,满足了VO模块与后端间的负载均衡。在车载设备上,基于真实场景对系统进行实验测试,实验结果表明:在线BA算法能够有效优化系统误差,视觉SLAM系统能够输出准确的定位轨迹和三维点云。本文主要通过对基于FPGA和GPU上的BA算法加速,解决了低功耗设备上BA算法性能低下的问题,并通过在车载视觉SLAM系统上实验,验证了该方案的可行性。

关键词：异构计算光束法平差 SLAM FPGA 嵌入式GPU

基于观测信息提取的多并行光束法平差加速器研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于观测信息提取的多并行光束法平差加速器研究

作者：武川杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

光束法平差(Bundle Adjustment)是一种利用给定的三维点以及相机位姿的初始估计,通过最小化重投影误差的方法来实现相机参数和三维点坐标优化的算法。在实际应用中图片的特征点数量繁多导致光束法平差算法中的计算量巨大,极大的限制了... 详细信息

光束法平差(Bundle Adjustment)是一种利用给定的三维点以及相机位姿的初始估计,通过最小化重投影误差的方法来实现相机参数和三维点坐标优化的算法。在实际应用中图片的特征点数量繁多导致光束法平差算法中的计算量巨大,极大的限制了算法的执行速度,并且导致内部数据缓存所需存储空间庞大,造成了算法执行速度缓慢,数据的读取和存储缓慢,实时性差的问题。为了解决光束法平差算法中因计算量巨大而导致的算法执行速度慢的问题,本文对光束法平差算法中最耗时的雅可比矩阵更新阶段,和海森矩阵计算阶段进行了研究,针对这两个部分各设计了一种基于观测信息提取的多并行加速方案。并且本文设计出了一种新型的雅可比矩阵数据的分布式存储方式,用以解决光束法平差算法中雅可比矩阵数据读写速度缓慢的问题。本文的主要研究内容和工作如下:1.本文调研了光束法平差算法目前的发展状况,以及光束法平差算法中的主流优化算法的发展状况,包括其中所涉及的数学运算在硬件加速器方面的研究。对光束法平差算法中的数学运算过程进行了详细的分析,并对其中的坐标系转换计算,LM法的优化迭代计算等环节进行了计算量统计,选择了光束法平差算法中最为耗时的雅可比矩阵的迭代更新计算,和海森矩阵的迭代更新计算作为本文所加速的对象。2.本文对雅可比矩阵的迭代更新计算和海森矩阵的迭代更新计算进行了理论上的可加速性分析,并根据分析结果对光束法平差中雅可比矩阵更新阶段,和海森矩阵计算阶段各提出了一种基于观测信息提取的多并行加速方法,并对算法过程中的雅可比矩阵的存储提出了一种新型的分布式存储方式。之后对所提出的新型加速结构,进行了相应的硬件加速架构设计。利用观测信息提取,相机数据分类,相机参数并行化,开辟多条点运算并行流水线的方法进行加速结构的设计,并根据观测信息进行流水线数据分配,使每条并行流水线线的执行时间大体相同,从而达到最大的加速比。3.本文将设计的光束法平差算法加速器在FPGA平台上进行了实现,并且用BAL(Bundle Adjustment in the Large)数据集对本文所提出的加速结构进行了实验,对算法的执行速度,计算结果精度,硬件资源消耗,以及系统运行功耗进行了分析和总结,并将加速效果同x86平台,ARM平台,Liu的SLAM加速器平台,Feng的舒尔加速器平台进行了对比,以此来验证本文所设计加速器的性能。实验表明,本文所提出的加速结构,在xcvu37p-fsvh2892-3型号的FPGA和选取的BAL数据集下,执行光束法平差算法中的雅可比矩阵更新阶段需要1.472ms-3.871ms,平均2.677ms,海森矩阵计算阶段需要4.659ms-9.351ms,平均6.867ms。经过对比,本文所设计加速器的雅可比矩阵更新阶段的计算速度相比于Intel i5-8400平台和ARM Cortex-A9平台分别提升了13倍和390倍。海森矩阵的计算相比于Intel i5-9400平台提升了2.6倍。本文所设计的加速器在提高算法运行速度的同时,提高了资源的利用率,具备高效灵活的特点,满足实际应用中光束法平差算法的需求。

关键词：光束法平差 FPGA 加速器设计雅可比矩阵更新海森矩阵计算

面向PTZ相机纯旋转运动的全局式影像定向方法

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：杨洪肖腾吴凌辉邓非湖北工业大学计算机学院武汉天际航信息科技股份有限公司武汉大学测绘学院

Pan-tilt-zoom(PTZ)相机能通过绕光心纯旋转以获得更大视场，被广泛应用于监控系统中。针对在处理PTZ相机影像定向时现有运动恢复结构(structure from motion，SfM)方法存在适用性不足的问题，参考全局式SfM的思路，提出一种面向PTZ相... 详细信息

Pan-tilt-zoom(PTZ)相机能通过绕光心纯旋转以获得更大视场，被广泛应用于监控系统中。针对在处理PTZ相机影像定向时现有运动恢复结构(structure from motion，SfM)方法存在适用性不足的问题，参考全局式SfM的思路，提出一种面向PTZ相机纯旋转运动的影像定向方法。首先，优选部分像对进行内定向，估计影像的内方位元素；然后，对所有影像进行全局式外定向，估计影像的外方位角元素；最后，利用无物方点的光束法平差优化内方位元素和外方位角元素。通过使用仿真数据和真实数据进行实验，表明了该方法可弥补现有SfM方法的不足，成功实现对PTZ相机纯旋转时的影像定向；在与商用软件对比方面，得到的外定向精度更高，同时具有计算效率上的优势。该方法并不局限于PTZ相机影像的定向，对于多镜头相机、全向相机等设备采集的纯旋转影像的定向问题具有通用性。

关键词：全局式运动恢复结构影像定向 PTZ相机纯旋转影像光束法平差全向相机

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

轴角描述的光束法平差新方法

武汉大学学报（信息科学版） 2015年第7期40卷 865-869,876页

作者：徐振亮闫利马振玲李艳焕张毅武汉大学测绘学院湖北武汉430079 辽宁工程技术大学审计处辽宁阜新123000

建立了一种基于轴角描述的光束法平差新方法。与传统基于欧拉角的光束法平差理论相比,基于轴角法在平差过程免去了大量冗杂的三角函数运算,平差模型系数矩阵和迭代过程全部采用线性运算,结构简洁。试验表明,基于轴角描述的光束法平差解... 详细信息

建立了一种基于轴角描述的光束法平差新方法。与传统基于欧拉角的光束法平差理论相比,基于轴角法在平差过程免去了大量冗杂的三角函数运算,平差模型系数矩阵和迭代过程全部采用线性运算,结构简洁。试验表明,基于轴角描述的光束法平差解算速度较快,为欧拉角平差方法的两倍左右,并且具有较好的稳定性,为影像区域网平差稳定快速求解提供了一套新方法,对于多定向参数数据快速处理具有一定借鉴价值。

关键词：轴角欧拉角摄影测量空中三角测量光束法平差罗德里克公式

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于光束法平差的结构光测量系统标定

机械工程学报 2013年第8期49卷 32-40,48页

作者：王昭黄军辉高建民薛琦西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

在结构光三维测量中,摄像机和投影仪的标定是关键技术之一,直接影响着系统的测量精度。尤其是投影仪标定,其标定困难且过程复杂。光束法平差技术在优化参数的同时能够减小标定点误差对标定精度的影响。而为将该技术应用于结构光三维测... 详细信息

在结构光三维测量中,摄像机和投影仪的标定是关键技术之一,直接影响着系统的测量精度。尤其是投影仪标定,其标定困难且过程复杂。光束法平差技术在优化参数的同时能够减小标定点误差对标定精度的影响。而为将该技术应用于结构光三维测量系统的标定,平面射影变换及误差补偿法能够将标定点图像坐标从摄像机图像平面映射至投影仪图像平面,从而不仅可解决投影仪的标定精度低或过程复杂的问题,又克服了投影仪无法直接与摄像机进行整体平差优化的困难,进而利用光束法平差技术对投影仪和摄像机进行整体平差优化以减弱标定点误差对标定精度的影响,并建立最严格的平差优化模型。试验结果亦表明,通过该方法可以有效地提高标定精度,降低标定点误差的影响。

关键词：三维测量标定射影变换误差补偿光束法平差