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机器视觉中针孔模型摄像机的自标定方法

机电产品开发与创新 2006年第1期19卷 42-44页

作者：蓝慕云刘建瓴吴庭万刘桂雄华南理工大学物理科学与技术学院广东广州510640 华南理工大学机械工程学院广东广州510640

强调了摄像机自标定在机器视觉中的作用,介绍了目前几种主要的摄像机自标定方法,指出了这几种方法的主要特点及应用领域,论述了摄像机自标定方法的发展趋势。

关键词：摄像机自标定针孔模型绝对二次曲线

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采用正向光线跟踪的照相机成像实时模拟

计算机辅助设计与图形学学报 2005年第7期17卷 1427-1433页

作者：吴向阳鲍虎军陈为彭群生浙江大学CAD&CG国家重点实验室

模拟了理想透镜模型和真实透镜模型的成像过程,采用从场景到底片的正向光线跟踪,计算底片所接收的光照度,真实地模拟底片的曝光过程·在改变透镜参数时,利用光线连贯性加快了绘制速度,这对于真实透镜模拟效果尤为明显·文中以两个几何... 详细信息

模拟了理想透镜模型和真实透镜模型的成像过程,采用从场景到底片的正向光线跟踪,计算底片所接收的光照度,真实地模拟底片的曝光过程·在改变透镜参数时,利用光线连贯性加快了绘制速度,这对于真实透镜模拟效果尤为明显·文中以两个几何场景和一幅景深很大的深度图像的摄像效果模拟为例,展示了不同参数下不同的景深和聚焦效果·

关键词：摄像机模型针孔模型深度图像景深光照度

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相机前加红外滤光片对相机成像模型的影响

计算机辅助设计与图形学学报 2018年第9期30卷 1598-1603页

作者：董秋雷胡立华胡占义中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室北京100190 中国科学院大学人工智能技术学院北京100049 太原科技大学计算机科学与技术学院太原030024

为了避免可见光的干扰或适应夜间工作环境,人们往往将红外滤光片装在普通相机前进行红外目标的捕捉.近年来,这种加红外滤波片的"组合红外相机"在空间视觉领域得到了广泛的应用.然而,空间视觉需要建立严格的"组合红外相机的成像模型",目... 详细信息

为了避免可见光的干扰或适应夜间工作环境,人们往往将红外滤光片装在普通相机前进行红外目标的捕捉.近年来,这种加红外滤波片的"组合红外相机"在空间视觉领域得到了广泛的应用.然而,空间视觉需要建立严格的"组合红外相机的成像模型",目前还没有文献对该问题予以关注.针对这一问题,首先从理论层面分析这种组合红外相机的成像模型是否符合针孔模型,进而通过实验分析了相机光心到空间直线的距离、滤光片厚度、空间直线与成像直线的夹角、滤光片折射率4个方面因素对其成像模型的影响.理论分析与实验结果均表明,这种组合红外相机,即使原相机的成像模型为理想的针孔模型,其成像模型理论上已不再为针孔模型.当这种组合红外相机用作相机或物体定位等空间视觉问题时,因为这些应用需要依据严格的相机成像模型,所以这种成像模型的"非针孔性"更应该得到注意,以避免由此导致的系统性误差.文中结论可望为相关研究和应用人员提供一些参考.

关键词：组合红外相机成像模型针孔模型

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线激光三维场景重建系统及误差分析

中国激光 2018年第12期45卷 167-176页

作者：詹坤烽陈文建李武森张璐南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

传统的线激光扫描技术以机器视觉为基础,算法复杂、计算量大,且匹配效率不高;而点激光扫描技术是以激光三角法为基础,算法简洁,但测量慢、点云稀疏。为解决上述问题,提出以激光三角法为基础的线激光扫描技术,根据相机针孔模型以及相机... 详细信息

传统的线激光扫描技术以机器视觉为基础,算法复杂、计算量大,且匹配效率不高;而点激光扫描技术是以激光三角法为基础,算法简洁,但测量慢、点云稀疏。为解决上述问题,提出以激光三角法为基础的线激光扫描技术,根据相机针孔模型以及相机和线激光器的相对位置关系建立物像关系方程,求解场景三维坐标,简化了重建算法。采用以最小二乘法为基础的标定算法,实现了相机与线激光相对位置参数和系统旋转中心偏移参数的标定。同时分析了系统的理论精度,并结合场景重建实验和精度评估实验,对系统的可靠性和精度进行了验证。实验结果表明该系统效率高、精度好;在1000～1700mm测量范围内该系统的绝对误差小于2.6mm,精度高于0.25%,满足一般场景重建的要求。

关键词：测量机器视觉场景重建针孔模型标定

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一类具有相同结构的表情机器人共同注意方法

机器人 2012年第3期34卷 265-274页

作者：王巍王志良郑思仪谷学静北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

为了提高使用者与机器人人机合作过程中的社交和认知能力,针对一类具有相同结构的表情机器人,提出了一种基于静态视觉的人机共同注意实现方法.首先,获取使用者注意焦点的影像像素坐标和焦点到摄像机的距离;其次,通过坐标系变换,求解使... 详细信息

为了提高使用者与机器人人机合作过程中的社交和认知能力,针对一类具有相同结构的表情机器人,提出了一种基于静态视觉的人机共同注意实现方法.首先,获取使用者注意焦点的影像像素坐标和焦点到摄像机的距离;其次,通过坐标系变换,求解使用者注意焦点的世界坐标;再次,基于几何法求解机器人本体运动学逆解;最后,根据求得的关节角控制舵机,实现人机共同注意.通过仿真与物理平台的实验,验证了方法的有效性和准确性,为人机交互与合作中共同注意的实现提供了解决方案.

关键词：人机共同注意针孔模型逆运动学表情机器人社交与认知

高压线路巡线机器人视觉导航中的单目测距算法

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光电子．激光 2016年第9期27卷 941-948页

作者：程立吴功平武汉大学动力不机械学院湖北武汉430072 中南民族大学计算机科学学院湖北武汉430074

为准确快速地定位高压线路上的障碍物,实现有效越障,提出了一种用于巡线机器人视觉导航的单目测距算法。采用Hough变换在视频帧图像中检测出机器人行走导线的两侧边缘;预先测取导线上可成像的最近点到镜头的距离且机器人移动过程中保持... 详细信息

为准确快速地定位高压线路上的障碍物,实现有效越障,提出了一种用于巡线机器人视觉导航的单目测距算法。采用Hough变换在视频帧图像中检测出机器人行走导线的两侧边缘;预先测取导线上可成像的最近点到镜头的距离且机器人移动过程中保持不变,由此处导线两侧边缘直线纵坐标差和障碍物处的两直线纵坐标差之比,得到障碍物到镜头的距离并对其进行线性修正,最终可得到障碍物沿导线到镜头的距离。试验结果表明,提出的方法在5 000mm内测量误差小于5%,可测距离至少能达7.4m;且算法具有精度较高、速度快、鲁棒性强、需测量参数较少和易于实现等优点。

关键词：巡线机器人单目定位视觉导航 Hough变换针孔模型越障

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基于轨迹基的三维非刚体线性重建方法

中国科学：信息科学 2016年第7期46卷 883-898页

作者：刘侍刚彭亚丽雷涛刘中华汪西莉现代教学技术教育部重点实验室西安710062 陕西师范大学计算机科学学院西安710119 兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 河南科技大学电子信息工程学院洛阳471023

为了实现非刚体的三维重建,本文提出了一种基于轨迹基的三维非刚体线性重建方法.利用非刚体的运动轨迹构成一个低维子空间,并由一组Haar小波基线性表示,从而线性地实现三维非刚体的重建.由于该Haar小波基可以事先定义,求解的未知数大大... 详细信息

为了实现非刚体的三维重建,本文提出了一种基于轨迹基的三维非刚体线性重建方法.利用非刚体的运动轨迹构成一个低维子空间,并由一组Haar小波基线性表示,从而线性地实现三维非刚体的重建.由于该Haar小波基可以事先定义,求解的未知数大大减少,并且使三维非刚体的重建转化为线性求解问题,提高了算法的鲁棒性.仿真实验和真实数据实验表明,该方法能够有效地实现非刚体的三维重建.

关键词：非刚体三维重建针孔模型轨迹基 Haar小波低维子空间

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CCD摄像机标定

传感器与微系统 2009年第2期28卷 107-109页

作者：张伟华陈军西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

在基于单目视觉的农业轮式移动机器人自主导航系统中,CCD摄像机标定是农业轮式移动机器人正确和安全导航的前提和关键。摄像机标定确立了地面某点的三维空间坐标与计算机图像二维坐标之间的对应关系,机器人根据该关系计算出车体位姿值... 详细信息

在基于单目视觉的农业轮式移动机器人自主导航系统中,CCD摄像机标定是农业轮式移动机器人正确和安全导航的前提和关键。摄像机标定确立了地面某点的三维空间坐标与计算机图像二维坐标之间的对应关系,机器人根据该关系计算出车体位姿值自主导航。因此,根据CCD摄像机针孔成像模型,利用大地坐标系中平面模板上已知的各点坐标,建立与计算机图像空间中各对应像素值之间的关系方程组,在M atlab环境下拟合出摄像机各内外参数。实验结果表明:该方法可以正确完成CCD摄像机标定。

关键词： CCD摄像机标定针孔模型视觉导航

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全自主足球机器人快速目标识别与定位方法

哈尔滨工业大学学报 2003年第9期35卷 1060-1063页

作者：朱莹洪炳镕阮玉峰哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

为使机器人视觉系统能够快速、稳定地进行目标识别和定位,采用多阈值粗分割和区域细分割相结合的彩色图像分割算法,以提高特征提取的鲁棒性.在基于区域分割的算法中采用快速游程连通性分析算法,保证了目标识别的实时性.对已识别的目标,... 详细信息

为使机器人视觉系统能够快速、稳定地进行目标识别和定位,采用多阈值粗分割和区域细分割相结合的彩色图像分割算法,以提高特征提取的鲁棒性.在基于区域分割的算法中采用快速游程连通性分析算法,保证了目标识别的实时性.对已识别的目标,利用摄像机针孔模型完成单眼的实时定位.该系统能满足全自主足球机器人对目标识别与定位实时性和鲁棒性的要求,已成功地应用于HIT-Ⅱ型自主足球机器人中.

关键词：足球机器人目标识别定位视觉系统分割算法多阀值区域图像分割针孔模型单眼