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一种基于平面标靶的线结构光视觉传感器标定方法

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光电子．激光 2013年第2期24卷 297-301页

作者：吴庆华何涛史铁林华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学先进制造与质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

提出了一种适合于现场的线结构光视觉传感器标定方法。建立了标定的数学模型,设计了一种平面点阵标靶,提出了坐标映射方法。根据结构光条纹特征点的图像坐标和对应在标靶坐标系下的坐标,以及相机内参,计算出标靶坐标系到摄像机坐标系的... 详细信息

提出了一种适合于现场的线结构光视觉传感器标定方法。建立了标定的数学模型,设计了一种平面点阵标靶,提出了坐标映射方法。根据结构光条纹特征点的图像坐标和对应在标靶坐标系下的坐标,以及相机内参,计算出标靶坐标系到摄像机坐标系的转移矩阵,再由转移矩阵得到特征点在摄像机坐标系下的坐标;在视场范围内,平面标靶按不同位姿摆放多次,获取投射在标靶上的所有特征点,对这些特征点进行平面拟合,得到结构光平面在摄像机坐标系下的方程。对标定的精度进行了验证,实验表明,本文方法标定过程简单,精度较高,适合于结构光传感器的现场标定。

关键词：线结构光平面标靶现场标定坐标映射

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基于回光强度的平面标靶自动识别方法

红外与激光工程 2011年第10期40卷 1910-1913页

作者：王力李广云张洪新矿山空间信息技术国家测绘局重点实验室解放军信息工程大学测绘学院 65657部队

平面标靶在中长距离三维激光扫描仪的检校、数据采集、单点测量等环节中发挥着重要作用,而平面标靶的高精度、自动化识别是在其使用中面临的一个关键问题。在分析扫描数据特点的基础上,提出一种基于回光强度的平面标靶自动识别方法。具... 详细信息

平面标靶在中长距离三维激光扫描仪的检校、数据采集、单点测量等环节中发挥着重要作用,而平面标靶的高精度、自动化识别是在其使用中面临的一个关键问题。在分析扫描数据特点的基础上,提出一种基于回光强度的平面标靶自动识别方法。具体的步骤为:改正回光强度以消除距离的影响;基于回光强度进行阈值分割以得到平面标靶点云;提出一种基于扫描线的聚类算法,将平面标靶点云聚集在一起;采用形状检测技术排除非标靶对象;采用回光强度加权法计算平面标靶中心的三维坐标。通过对Riegl公司的三维激光扫描仪LMS Z620获取的实测数据进行实验,结果表明:此方法能完成标靶的快速、全自动识别,点位精度优于2 mm,能够满足测量任务的需要。

关键词：目标识别平面标靶回光强度聚类分析标靶定位

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一种平面标靶的校正方法

光电工程 2011年第4期38卷 7-11页

作者：刘晓利殷永凯何懂彭翔深圳大学光电子器件与系统(教育部、广东省)重点实验室广东深圳518060 天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

提出一种新的标靶校正方法。首先,用一台数码相机从不同角度拍摄标靶,获取多幅图像。分别提取各图像中标志点的中心作为特征点,根据标靶图案的拓扑关系,建立各幅图像间同名标志点的对应关系,并结合光束平差计算特征点的三维坐标,该特征... 详细信息

提出一种新的标靶校正方法。首先,用一台数码相机从不同角度拍摄标靶,获取多幅图像。分别提取各图像中标志点的中心作为特征点,根据标靶图案的拓扑关系,建立各幅图像间同名标志点的对应关系,并结合光束平差计算特征点的三维坐标,该特征点的三维坐标由尺度因子所约束。最后,根据任意两个特征点的实际距离来获取尺度因子,并将各特征点的三维坐标缩放至实际尺寸。经实验验证,本方法校正的标靶具有较高的精度,操作简易,成本低,可广泛适用于视觉测量及系统标定。

关键词：平面标靶光束平差标定

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基于点云属性信息的平面标靶特征提取

中国图象图形学报 2015年第6期20卷 815-821页

作者：刘燕萍贾东峰同济大学浙江学院土木系嘉兴314051 同济大学测绘与地理信息学院上海200092

目的色彩和回光强度作为点云的属性信息可以有效地应用到点云数据的特征提取中。本文根据平面标靶的几何以及光谱特性,提出了一种平面标靶的快速提取算法用于精确确定靶心坐标。方法首先根据点云的色彩信息,采用光谱欧式距离函数进行点... 详细信息

目的色彩和回光强度作为点云的属性信息可以有效地应用到点云数据的特征提取中。本文根据平面标靶的几何以及光谱特性,提出了一种平面标靶的快速提取算法用于精确确定靶心坐标。方法首先根据点云的色彩信息,采用光谱欧式距离函数进行点云的分类;对分类后的点云进行色彩重采样以提高同类点云色彩的一致性,同时根据平面标靶点云的光谱特性,根据其RGB值进行目标区域的提取,通过对圆形区域的面积测定以确定目标提取的正确性。最终根据点的回光强度值,确定圆形目标区域的中心坐标位置。结果通过两组实验分析,第1组对固定距离处的标靶靶心提取精度分析,本文自动提取靶心的点位中误差为3.31 mm,而手工提取靶心的点位中误差为11.78 mm,证明本文方法的提取精度明显高于手工提取靶心的精度;第2组对分散排列的标靶靶心提取精度分析,通过分析证明本文方法在5 m处的靶心提取精度可以优于2 mm;10 m处的提取精度可以优于4 mm;15 m处的点位提取精度可以优于5 mm。结论证实了本文方法的可行性和精确性。

关键词：属性信息特征提取平面标靶点云分类

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简易平面标靶下的三维扫描与数据配准

测绘通报 2016年第2期 50-54页

作者：袁聪聪张志毅西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

为实现对物体表面三维信息的自动获取和多方位扫描结果的数据配准，提出了一种基于简易平面标靶的标定方法．并构建了相应的线激光三维扫描系统。首先，设计制作一个含有10个特征点的平面标靶，并利用平面标靶中的特征点对扫描系统进行... 详细信息

为实现对物体表面三维信息的自动获取和多方位扫描结果的数据配准，提出了一种基于简易平面标靶的标定方法．并构建了相应的线激光三维扫描系统。首先，设计制作一个含有10个特征点的平面标靶，并利用平面标靶中的特征点对扫描系统进行姿态和位置标定；其次，利用平面标靶中的特征点计算其平面方程及平台平面方程；然后，在扫描时可以利用上述所得的平面方程求出激光平面方程，进而采用几何知识计算得到三维点云数据；最后，根据移动前后标靶图像上特征点信息计算出扫描系统的外部参数——平移旋转矩阵，从而可以实现多方位扫描数据的配准。试验结果表明，在距离45cm处，几何投影变换求得的平面方程误差小于0．5％，每幅图像处理的时间小于60ms，误差低于1．15mm，基本满足三角测量的稳定可靠、精度高、成本低、比较适合现场标定等要求。

关键词：结构光三维扫描平面标靶点云数据配准摄像机姿态

维普期刊数据库评论

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M估计的稳健平面标靶中心定位算法

科学技术与工程 2019年第3期19卷 6-11页

作者：吕亚磊李永强杨清科李鹏鹏河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000

标靶对地面激光扫描仪多测站点云配准,以及在全球卫星导航信号不良状况下改善移动激光雷达系统精度具有重要作用,标靶的精确提取与定位是关键问题之一。提出基于M估计的标靶中心定位方法:根据标靶与周围环境反射强度差异,构建强度变化... 详细信息

标靶对地面激光扫描仪多测站点云配准,以及在全球卫星导航信号不良状况下改善移动激光雷达系统精度具有重要作用,标靶的精确提取与定位是关键问题之一。提出基于M估计的标靶中心定位方法:根据标靶与周围环境反射强度差异,构建强度变化率特征,提取标靶边缘点云;对标靶候选区域点云进行主成分分析,计算标靶平面法向量,对标靶边缘点云进行投影变换;通过M估计选权迭代法,剔除标靶噪声与粗差点云,拟合标靶形状,精确定位标靶中心。试验表明,本文算法能够在标靶存在冗余、缺损状态时排除非标靶圆形边缘的粗差点,获得高精度标靶中心。

关键词：平面标靶 M估计主成分分析强度变化特征中心定位

FCM聚类算法对平面标靶中心提取精度的探究

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测绘通报 2019年第S1期 122-125页

作者：王烽湖南省第一测绘院

本文详细阐述了FCM聚类算法的原理,分析了FCM聚类的有效性,并设计了平面标靶中心提取实验,利用MATLAB编写了基于FCM聚类算法的提取程序进行中心提取。最后对提取的中心坐标进行了对比分析,确认该方法可行、精度可靠,为后续海量点云数据... 详细信息

本文详细阐述了FCM聚类算法的原理,分析了FCM聚类的有效性,并设计了平面标靶中心提取实验,利用MATLAB编写了基于FCM聚类算法的提取程序进行中心提取。最后对提取的中心坐标进行了对比分析,确认该方法可行、精度可靠,为后续海量点云数据的拼接处理研究提供了基础条件。

关键词：模糊C均值聚类算法平面标靶中心坐标

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基于平面标靶的三维扫描与数据配准

计算机工程与设计 2016年第2期37卷 487-492页

作者：袁聪聪张志毅西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100

为构建以三角测量为基础的结构光三维扫描系统,实现多方位扫描结果的数据配准,提出一种基于简易平面标靶的标定方法,利用平面标靶中的特征点对扫描系统进行姿态和位置标定。在扫描时,利用平面标靶上的特征点求出激光平面,计算得到三维... 详细信息

为构建以三角测量为基础的结构光三维扫描系统,实现多方位扫描结果的数据配准,提出一种基于简易平面标靶的标定方法,利用平面标靶中的特征点对扫描系统进行姿态和位置标定。在扫描时,利用平面标靶上的特征点求出激光平面,计算得到三维点云数据;根据移动前后标靶图像上特征点信息,计算扫描系统的外部参数,即平移旋转矩阵,实现多方位扫描数据的配准。实验结果表明,在距离45cm处,几何投影变换求得的平面方程误差小于0.5%,每幅图像处理的时间小于60ms,误差低于1.15mm,基本满足三角测量稳定可靠、精度高、成本低、较适合现场标定等要求。

关键词：结构光三维扫描平面标靶点云数据配准摄像机姿态

基于反射强度和K-means聚类的平面标靶定位研究

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激光技术 2015年第3期39卷 341-343页

作者：吴超袁永博张明媛大连理工大学建设工程学部大连116024

平面标靶的定位是3维激光扫描数据处理过程中的重要一环。为了减小中心坐标提取对多站数据拼接配准、不同坐标系转换、辅助定位等精度的影响,提出了一种基于最小二乘法、K-means聚类法以及扫描点反射强度值的新方法,并进行了理论分析和... 详细信息

平面标靶的定位是3维激光扫描数据处理过程中的重要一环。为了减小中心坐标提取对多站数据拼接配准、不同坐标系转换、辅助定位等精度的影响,提出了一种基于最小二乘法、K-means聚类法以及扫描点反射强度值的新方法,并进行了理论分析和实例验证,取得了准确的定位数据。首先采用总体最小二乘法对扫描数据中的粗差点进行剔除,然后基于扫描点反射强度值和K-means聚类方法进行区域分类,接着对中心坐标提取,最后对中心坐标进行计算得到坐标位置。结果表明,在一定距离内,该方法可以在实际应用时获得较高的定位准确性,在不同方向上与软件自动识别的坐标相差在亚毫米级,与实际测得标靶距离相差也在亚毫米级。该研究对实现平面标靶中心坐标自动提取是有帮助的。

关键词：激光技术坐标定位总体最小二乘法 K-means聚类平面标靶