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基于IEKF视觉运动分析递归算法的研究

电子学报 1996年第4期24卷 60-65页

作者：杨敬安合肥工业大学人工智能应用研究所

本文提出基于图象序列上特征点的图象平面轨迹进行运动参数估计，以提取运动物体的姿态、速度以及外部环境内所感兴趣点的位置参数。由于图象特征点轨迹与待估计的参数有关。

关键词： IEKF 被动导航视觉运动分析运动参数估计

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关于视觉运动分析中凝视与跟踪作用的研究

自动化学报 1998年第3期24卷 359-354页

作者：杨敬安合肥工业大学人工智能应用研究所

提出主动观察者利用摄象机旋转，凝视并跟踪环境点使视场中心保持固定，能提供求解问题所需的许多有用信息，从而缩减待解问题的维数及运动参数数目，把不适定问题转变为适定问题，大大简化计算的复杂性，有效地进行３－Ｄ运动估计、自... 详细信息

提出主动观察者利用摄象机旋转，凝视并跟踪环境点使视场中心保持固定，能提供求解问题所需的许多有用信息，从而缩减待解问题的维数及运动参数数目，把不适定问题转变为适定问题，大大简化计算的复杂性，有效地进行３－Ｄ运动估计、自运动复原及ＴＴＣ的计算．

关键词：凝视约束视觉运动分析图像处理计算机

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从一维透视投影图恢复二维刚体运动和结构

机械科学与技术 2004年第1期23卷 28-30页

作者：刘援越高满屯张晓鸥西北工业大学西安710072 北京航空航天大学北京100083

研究从一维透视投影图恢复二维刚体运动和结构。证明利用 3幅一维透视投影图中最少 5组对应点可以完全得到二维刚体的旋转运动参数 ,一般情况下有 4个解。可以得到含一个未知比例因子的二维刚体平移运动参数和结构参数 ,能完全确定二维... 详细信息

研究从一维透视投影图恢复二维刚体运动和结构。证明利用 3幅一维透视投影图中最少 5组对应点可以完全得到二维刚体的旋转运动参数 ,一般情况下有 4个解。可以得到含一个未知比例因子的二维刚体平移运动参数和结构参数 ,能完全确定二维刚体的形状。

关键词：透视投影运动结构视觉运动分析刚体

从一维透视投影光流场恢复二维刚体运动和形状

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机械科学与技术 2004年第9期23卷 1107-1109页

作者：郭航储珺高满屯陈国定南昌大学南昌航空工业学院西北工业大学西安710072 西北工业大学

研究从一维透视投影光流场恢复二维刚体运动和结构。证明利用一维透视投影光流场中最少 5个光流点可以完全确定刚体的二维角速度和角加速度 ,一般情况下有 2个解。利用一维透视投影光流场只能确定含一个未知比例因子的刚体二维平移速度... 详细信息

研究从一维透视投影光流场恢复二维刚体运动和结构。证明利用一维透视投影光流场中最少 5个光流点可以完全确定刚体的二维角速度和角加速度 ,一般情况下有 2个解。利用一维透视投影光流场只能确定含一个未知比例因子的刚体二维平移速度、平移加速度和二维刚体的结构。

关键词：透视投影光流场运动结构视觉运动分析

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二次曲线光流计算和解释研究

二次曲线光流计算和解释研究

作者：储珺西北工业大学

学位级别：硕士

本论文的研究工作系航空基础科学基金资助项目（No．99F53065）和南昌航空工业学院测试技术与控制工程研究中心开放基金（No．2001-15）的一部分。通过对时变图像（动态图像）的分析来确定空间物体的三维运动和结构是计... 详细信息

本论文的研究工作系航空基础科学基金资助项目（No．99F53065）和南昌航空工业学院测试技术与控制工程研究中心开放基金（No．2001-15）的一部分。通过对时变图像（动态图像）的分析来确定空间物体的三维运动和结构是计算机视觉中一个十分重要的问题。时变图像分析涉及到图像处理与计算机视觉的许多应用，在工业和军事应用领域具有重要的现实意义，诸如完成各种工业和军事任务的机器人视觉系统、空间卫星跟踪、自动飞行器精确导航、资源勘探、天气预报、自动分析航空和卫星照片、战场的动态分析、器官异常的分析和诊断。本文研究从真实图像或综合图像计算二次曲线的光流的技术和根据光流计算场景中物体的运动参数和结构参数的技术。介绍了视觉运动分析的两种方法：基于特征的方法和基于光流的方法的研究现状以及存在的一些问题。简述了光流计算的基本等式和一些约束条件。提出了一种空间二次曲线的表示方法，建立了空间二次曲线和平面二次曲线的坐标概念，给出了一种基于二次曲线的光流定义。详细介绍了从数字图像中检测出边缘曲线的一系列过程，采用3种边缘检测算子检测出边缘曲线，并比较了这3种边缘检测算子得到的边缘图像，得出结论：对综合图像和没有去噪声的真实图像，这3种边缘检测算子中Sobel算子的综合效果最好。提出了一种效果较好的新边缘检测方法，即把Sobel算子和边缘细化以及轮廓跟踪结合起来的方法。提出了一种从空间二次曲线的投影也即从原始图像中表示和提取边缘（二次曲线）的方法。用Sobel算子进行边缘检测、边缘细化、轮廓跟踪和边缘连接、边缘表示这些工作都已经在用C++Builder实现。在此基础上，给出了从二次曲线的光流场计算场景中物体的三维运动参数和结构参数的计算公式。

关键词：计算机视觉视觉运动分析光流边缘检测边缘提取轮廓跟踪结构运动

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利用二次曲线对应确定刚体三维运动

利用二次曲线对应确定刚体三维运动

作者：程志远西北工业大学

学位级别：硕士

本论文研究工作系航空基础科学基金资助项目的一部分(No.03153062)。视觉运动分析是计算机视觉中的一个主要研究方向，而序列图像分析又是视觉运动分析中的一个重要研究问题。序列图像分析的基本任务是从图像序列中检测出运动目标并估... 详细信息

本论文研究工作系航空基础科学基金资助项目的一部分(No.03153062)。视觉运动分析是计算机视觉中的一个主要研究方向，而序列图像分析又是视觉运动分析中的一个重要研究问题。序列图像分析的基本任务是从图像序列中检测出运动目标并估计其三维运动参数和结构参数。一旦检测出运动信息或估计出目标的三维运动和结构参数，就可以利用目标的这些信息，再根据目标模型的先验知识，识别出目标，估计目标当前与未来位置和姿态，解决目标的识别与跟踪问题。视觉运动分析在机器人视觉系统、资源勘探、基于运动分析的空间卫星跟踪、地对空火控系统等工业和军事领域具有重要的应用前景。从图像序列中检测运动目标并估计其三维运动和结构，首先要从图像边缘提取开始，本文先对几种常用边缘检测算子性能进行综合比较，接着阐述了一种基于边界斜率的二维曲线形状描述方法。视觉运动分析目前有基于特征和基于光流计算两种方法。本文先介绍了基于特征直线对应恢复刚体运动和结构参数的方法，然后阐述了有关曲线光流计算的方法。本文基于视点固定而物体运动的透视投影模型，研究了使用二次曲线对应从序列图像恢复刚体三维运动和结构参数的问题。分别研究了刚体作纯旋转运动和纯平移运动时，刚体运动参数的求解问题。建立了刚体纯旋转运动和纯平移运动模型及其相应的运动方程，提出了计算刚体纯旋转运动和纯平移运动参数的相应算法。研究结果表明，在纯旋转运动分析中，最少利用图像序列中7条对应二次曲线，可以线性地求解刚体旋转运动参数;在纯平移运动分析中，只需利用图像序列中1条对应二次曲线就可以求解刚体相对平移运动参数(即平移方向)，分别用非线性迭代法和一元四次方程解法求解了刚体相对平移运动参数(即平移方向)。给出了恢复空间二次曲线参数的算法思路。

关键词：计算机视觉视觉运动分析图像序列分析透视投影二次曲线刚体运动旋转平移

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基于特征对应的刚体三维运动估计

基于特征对应的刚体三维运动估计

作者：董巧英西北工业大学

学位级别：硕士

视觉运动分析是计算机视觉领域中的一个主要课题,它研究从序列图像恢复刚体的运动参数和三维结构的理论和方法。视觉运动分析目前有基于特征和光流计算两种方法,该论文主要研究基于特征对应的刚体三维运动分析方法,利用序列图像之间的... 详细信息

视觉运动分析是计算机视觉领域中的一个主要课题,它研究从序列图像恢复刚体的运动参数和三维结构的理论和方法。视觉运动分析目前有基于特征和光流计算两种方法,该论文主要研究基于特征对应的刚体三维运动分析方法,利用序列图像之间的特征对应来恢复刚体的运动参数和三维结构。一旦估计出目标的三维运动和结构参数,就可以用这些信息结合目标模型的先验知识,识别出目标,估计出目标当前与未来位置和姿态,解决目标的识别与跟踪问题。因此视觉运动分析在军事、工业、商业、医学、气象等领域具有重要的应用前景。从图像序列中检测运动目标并估计其三维运动和结构,首先需要对图像进行必要的预处理,从图像中提取出图像特征,根据特征的对应关系估计图像的二维运动特性,进行特征匹配;然后根据刚体运动方程和投影关系建立一组方程,求解物体的运动参数和结构。该论文对相关的特征提取与匹配方法进行了简要介绍,主要关注的问题是运动参数和结构的计算,即运动估计部分。对于基于特征对应的刚体三维运动估计问题,前人多利用单纯的透视投影图像或正投影图像序列来进行研究,但是在实际应用中,常会有需要近景图像和远景图像相结合来恢复刚体三维运动参数和结构的情况。拍摄远景图像可用正投影模型来近似,而近景图像可以用常用的透视投影模型来近似。该文充分考虑了应用实际中近景图像和远景图像的结合,使用透视和正投影两种线性投影模型的组合来代替单纯的透视投影模型,利用特征点（直线）对应来恢复刚体运动和结构。此方法既简化了极几何学,又不会影响欧几里得结构的恢复。文中首先介绍了三维运动估计问题的一些基础知识,然后重点研究了基于一幅正投影和一幅透视投影图像点特征、基于一幅正投影和两幅透视投影图像直线特征的刚体三维运动估计问题,给出了相应的极几何学关系、分析了中间参数矩阵、提出了简单有效的线性算法,进行了加噪声的数据模拟实验和仿真实验,实验显示其运动估计结果是有效而稳定的。

关键词：计算机视觉视觉运动分析三维运动估计序列图像特征点对应特征直线对应正投影图像透视投影图像