相机标定

摘要： 在机器视觉中使用相机获取物体的图像信息时,由于图像信息与实际物体存在误差,导致机器视觉系统不能准确还原出物体的三维信息,进而导致机器人目标检测、路径规划的失败。通过建立图像信息和实际物体间的参数模型,并使用相机标定技术确定这些参数,可以使机器视觉系统输入准确的结果。本文介绍了相机的成像模型,分析了不同相机标定方法的优缺点,采用张氏标定法,在ROS平台下对相机进行了标定,获得了相机的内外参数。本方法简单、高效,对硬件要求低,便于在工业机器人系统中实施,提高了机器视觉系统的精度,具有重要的研究意义。

摘要： 建立成像过程的能力对于视觉测量至关重要。非参数相机模型将图像形成过程描述为与来自物体的空间射线对应的像素集合。然而,非参数模型需要复杂的计算或高成本的装置来获取大量参数,这限制了该模型的应用。为此,提出了一种基于单轴旋转靶标的非参数成像模型标定方法。旋转靶标提供三维控制点,并引入径向基神经网络将三维坐标映射到二维图像坐标。该方法无需旋转靶标的详细位姿信息,从而避免了额外的角度测量设备。随后,推导出成像模型参数的目标函数,给出了优化步骤,进而计算出模型参数。在获得单个相机中的光线轨迹后,该模型被迁移于双目立体相机应用。最后,通过实验对所提出方法的性能进行了评估,结果表明,与传统方法相比该方法优势明显。

摘要： 为了校正玻璃介质在高温变形测量中引起的测量误差,本文将玻璃介质作为相机标定模型的一部分,基于摄影测量技术和数字图像相关法,提出一种复杂环境下的双目相机标定方法,将其应用在高温变形测量中。首先,针对复杂环境下图像质量差引起的标定困难问题,采用带畸变校正的相机成像模型,通过捆绑调整的相机标定方法完成双目相机标定,提高了标定成功率和稳定性。其次,针对复杂环境下双目相机标定精度低的问题,分析镜头焦距、环境光干扰和玻璃与相机距离等因素对标定结果的影响,给出最佳标定参数,使得标定重投影误差由0.832个像素减少到0.132个像素。最后,采用有玻璃介质的测量环境,比较标定时有无玻璃两种情况下的测量误差,结果表明:本文方法能大幅减少测量误差。试验结果表明,该方法能够有效减少高温环境下玻璃介质导致的位移场测量误差,X,Y和Z轴位移场平均测量误差分别减少70.16%,76.51%和40.05%。本文方法能够实现复杂环境下相机高精度标定,标定稳定性好,是实现高温变形准确测量的有效途径。

摘要： 针对棒式绝缘子及表面缺陷的精确识别技术问题,提出改进遗传算法(Genetic Algorithm)优化BP神经网络算法(GA-BP)和绝缘子水平/垂直方向像素统计的算法,分别用于绝缘子及其表面缺陷精确识别。采用GA算法对BP网络的初始权重进行优化,并用鲍威尔-比厄法(Powell-Beale)更新GA-BP算法中的权值和阈值,高精度识别绝缘子。利用相机标定,实现绝缘子长度直径比、伞裙面积的世界与像素值间的转换。基于像素统计结果,实现绝缘子表面缺陷的精确识别。仿真结果表明,与GA-BP识别算法和以伞裙距离为自爆判断标准的算法相比,改进后的识别率分别提高7.00%和20.50%,且改进GA-BP算法的处理时间为0.015 s/张。为接触网检测监测装置(4C)零部件的准确识别奠定了基础。

摘要： 机器视觉以其非接触式测量、精度高、实时性好、成本低等优点,越来越广泛的被应用于工件和产品的尺寸测量中,其中利用单目相机测量零件的几何尺寸是机器视觉的重要部分。在利用单目相机测量时,当被测物在相机光轴方向移动后需要重新对焦,获得被测物的清晰图像,并重新标定相机参数,再根据像素坐标计算被测物体尺寸。针对单目定焦相机测量时需要频繁对焦标定的问题,提出了一种直接根据相机对焦环刻度值计算被测物体尺寸的方法。在不同物距下,调整相机对焦环获得清晰图像,并记录对焦环刻度值t,计算不同物距下物体像素尺寸与实际尺寸的比值k,拟合t值与比值k的函数关系,不需要重新标定相机,即根据像素尺寸直接进行物体尺寸测量。实验表明,该测量方法操作简单,避免了复杂的相机标定,相对误差小于2%。具有一定的实用价值。

摘要： 传统智能驾驶环境感知领域通过图像传感器、激光传感器和雷达等多传感器信息融合感知环境信息时,存在传感器数量多、计算复杂和成本高等缺点,针对此问题,提出一种基于单目聚焦序列图像快速构建环境3D信息的方法。根据聚焦形貌恢复技术原理,搭建了一套完整的硬件。首先通过车载单目镜头获取目标物序列图像;然后对图像进行裁剪、分割和中值滤波等预处理;最后通过聚焦形貌恢复算法获取聚焦清晰的点,形成被测物的全聚焦图像,完成被测物表面形貌的三维重构。在真实路面上对环境3D信息进行实验研究,结果表明,利用车载单目镜头获取聚焦序列图像能够快速、有效地构建目标的3D形貌,提升图像传感器对于环境3D信息内容的实时感知能力,为智能驾驶中的环境信息感知提供可靠的三维形貌测量方案。

摘要： 近景摄影测量技术作为一种新的无接触式测量手段,在现代工业测量监测领域发挥出越来越重要的作用。文中针对传统近景摄影测量技术在港口起重机械的应用场景下,双目相机的标定实现困难、精度低且不稳定的关键问题,在一种双站式的测量系统基础上,提出了一种基于分层全域扫描原理的双目相机联合标定方法。在该方法的实现过程中,通过双目相机各个主距上的特定扫描方式,将主距不同的共线方程联立求解,搜索最佳的主距组合,实现双目相机的联合标定。实验数据表明:该标定方法的结果稳定、准确,满足工作要求,可以作为港口起重机的一种高效测量手段。

摘要： 几何相似法隶属于单目视觉测量方法,单目视觉测量方法具有结构简单、计算速度快、稳定性好等优点,越来越多的应用于计算机视觉测量领域;依据几何相似法测量原理,提出一种基于几何相似法的单目视觉光学测速方法,主要用于弹丸类高速目标的初速度测量,相比于雷达、激光等测速方法具有可视化优势,目标飞行过程中状态细节可见,相比于其它单目视觉测量方法更加快捷、稳定,并且布站简单;经过试验测试,结果表明利用该方法进行速度测量,能够有效的给出弹丸类高速目标的初速度,测速误差在1%以内,验证了采用单相机进行弹丸类高速目标出筒初速度测量方法的可行性。

摘要： 提出一种基于标定和特征点的相机阵列图像拼接算法,利用标定信息对图像进行仿射变换以获取空间分布情况;考虑到阵列图像拼接依赖特征点的空间分布情况,基于仿射变换后图像相对位置确定重叠区域并采用SIFT算法检测重叠区域内的特征点;最后采用最大值融合法对拼接缝进行平滑过渡。针对不同相机阵列分布的实验结果表明,文中的算法能够精确实现阵列分布多目图像的拼接并具有良好的工业应用价值。

摘要： 相机标定是机器视觉任务中很重要的一个研究项目,在三维重建、视觉测距测量的任务中都是基础环节。相机标定过程中最常使用的是基于平面棋盘格类型靶标的标定板,由于常用的棋盘格检测的算法通常针对一幅图片中的单个标定板且需要人工指定棋盘格一些参数,鲁棒性不足,因此笔者提出一种基于区域生长的高精度棋盘格检测方法。通过特征提取获得图像的角点信息,使用自相关函数进行角点位置确定,并且使用基于区域生长的方法对一张图片中的多个棋盘格靶标进行提取。实验结果表明,该方法对于复杂成像环境下的角点检测具有更好的鲁棒性且提取过程自动化,便于后续的标定使用。

摘要： 本文提出一种二维多视角立体图像阵列的矫正方法。传统的多视角图像序列矫正只考虑图像水平视差，本文在此基础上，同时考虑图像的垂直误差，实现二维图像阵列矫正。我们通过相机标定方法确定每个相机的实际参数，并与理想相机参数作对比，从而计算出变换矩阵。矫正后的图像阵列同时消除了水平方向和垂直方向误差，可以应用于各种三维显示或三维重建。

摘要： 本文对直接线性变换(direct linear transformation,DLT)算法进行改进,建立简易的二维场地,在Matlab环境下编程,实现了一种针对非量测数码相机的快速标定方法.这种改进后的二维DLT算法主要采用迭代,建立线性化方程的数学方法,求解出相机镜头的内方位元素与畸变系数.通过实验与同条件下张正友平面法对比,经检验,本文改进后的二维DLT算法在运算速率和精度方面均高于同一组数据下的张正友平面标定法.

摘要： 针对桥梁缺陷检测的特点,提出了一种基于数码相机拍照的缺陷尺寸测量方法.通过对人工标识物采用不同位置、不同焦距和不同角度进行拍摄,并利用Matlab软件对照片进行处理,分析缺陷图像像素点与缺陷实际尺寸之间的关系,已达到对相机标定的目的.研究结果表明,缺陷尺寸测量结果误差较小,精度满足要求,满足工程需求.

摘要： 在计算机视觉和摄影测量领域,经常应用多视角图像对场景进行高精度的三维重建.其中,相机内参数和相机间固定相对关系的高精度标定是关键环节,推导立体相机系统的两个相机之间固定相对关系的６个独立约束条件,并利用这些约束关系,按照附有限制条件的间接平差模型进行自检校光束法整体平差解算,从而实现立体相机的标定.最后的模拟数据和实际数据试验说明,固定相对关系约束条件的引入,能够有效增加平差系统的多余观测数,提高标定的精度和鲁棒性,此方法可推广到多个相机组成的多相机立体量测系统的标定中.

摘要： 针对三维立体标定靶标存在制作困难、成本较高,标定控制点的提取和识别需要人工干预等弱点,设计了一种以编码标志为控制点的双平面立体靶标,并将其用于相机的标定,以提高相机标定的自动化程度.该靶标将两个标定平面平行放置,相机能够同时以较小的视点观测,透视畸变小;通过编码标志能够实现标定靶标的自动识别,无需人工干预.实验结果表明:在光照条件和观测视角存在较大差异的情况下,能够实现标定靶标的可靠、正确识别,将该标定靶标用于立体相机的标定,重投影误差小于0.075pixel,三坐标测量误差小于1mm.该靶标减少了标定过程的复杂程度,具有一定的工程应用价值.

摘要： 目的：三维模型重建习惯上是基于静态图像而不是视频,然而,重建视频中的三维模型可以有助于提高动作识别的精度.因此,本文提出了基于双反射镜视频的动作的形状恢复.方法：因为反射镜像和原物体具有对称性,由双反射镜系统产生的五个视图也可以看作是两个圆周运动.因为镜子的反射矩阵在某些特殊情况很难求出,把整个系统看作圆周运动则可跳过这一步骤.结果：实验结果表明了本文方法所求的相机内参和张氏方法间的误差,折线图表明了误差和所用的帧数的关系,所用帧数越多,结果越接近张氏方法的值.结论：本文提出了双反射镜系统和圆周运动间的关系,从而使相机定标在有镜子的环境下更简单.实验结果表明了方法的可行性和准确度.

摘要： 基于单幅图像的相机自标定是摄影测量学和计算机视觉领域的研究热点与难点,是三维重建、几何量测等工作的基础.本文针对基于灭点的单像自标定方法存在精度不高的局限性,充分利用影像中的灭点和椭圆几何约束信息,提出一种迭代优化的单像自标定方法.根据极点-极线关系及极点-极线关系表示的正交性,由影像中的椭圆曲线及其所在平面的灭线之间的关系可以确定n 对正交共轭灭点.对于每一个假设的主点值,由正交共轭灭点对可以计算得到一组主距及其方差.方差能够表示各个主距的聚集性,因此本文利用方差作为目标函数,通过迭代优化求解主距和主点坐标.通过仿真实验和真实影像数据实验验证方法的可行性、有效性及其标定精度.

摘要： 文中提出一种运用结构光进行主被动融合的双目视差计算方法.该算法作用于对双目相机进行标定后,利用相机的内外参对获得的图像进行极线校正,为进行极线匹配而新生成的左右图片中.之后利用BM算法对在视场中加入结构光和未加入结构光的图片计算视差图,以证明结构光对极线匹配算法结果的重要性;引入了3种不同编码方式结构光的生成方法及其最小汉明距离(MHD).通过实验找出结构光对视差生成提升的优点和瑕疵,利用所提算法对加入结构光的图片进行计算,以减小结构光对视场中强纹理区域的影响,通过对25个实验样本的数据进行分析后总结出该改进方案的有效性.

摘要： 文中提出一种运用结构光进行主被动融合的双目视差计算方法.该算法作用于对双目相机进行标定后,利用相机的内外参对获得的图像进行极线校正,为进行极线匹配而新生成的左右图片中.之后利用BM算法对在视场中加入结构光和未加入结构光的图片计算视差图,以证明结构光对极线匹配算法结果的重要性;引入了3种不同编码方式结构光的生成方法及其最小汉明距离(MHD).通过实验找出结构光对视差生成提升的优点和瑕疵,利用所提算法对加入结构光的图片进行计算,以减小结构光对视场中强纹理区域的影响,通过对25个实验样本的数据进行分析后总结出该改进方案的有效性.

摘要： 文中提出一种运用结构光进行主被动融合的双目视差计算方法.该算法作用于对双目相机进行标定后,利用相机的内外参对获得的图像进行极线校正,为进行极线匹配而新生成的左右图片中.之后利用BM算法对在视场中加入结构光和未加入结构光的图片计算视差图,以证明结构光对极线匹配算法结果的重要性;引入了3种不同编码方式结构光的生成方法及其最小汉明距离(MHD).通过实验找出结构光对视差生成提升的优点和瑕疵,利用所提算法对加入结构光的图片进行计算,以减小结构光对视场中强纹理区域的影响,通过对25个实验样本的数据进行分析后总结出该改进方案的有效性.

摘要： 本发明公开了一种相机标定方法、装置、平台和应用于标定平台的相机标定方法。其中，标定平台包括至少一部相机和驱动机构，该方法包括：控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；基于图像获得相机标定的结果。本发明解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种应用于相机标定系统的标定方法和相机标定系统。其中，该方法包括：通过驱动机构驱动标定物旋转至目标位置；在标定物旋转至目标位置的情况下，控制待标定相机采集图像，其中，图像为包括多个标定物的图像；基于图像确定待标定相机的标定结果。本发明解决了相关技术采用人工方式进行相机标定，导致标定时间长、结果不准确的技术问题。

摘要： 本申请公开了相机标定架、基于标定架的单幅图像相机标定方法及系统，该相机标定架包括：三根长度已知的直线棒，其中，所述三根直线棒中的每一根上均设置有三个圆球，其中的两个圆球设置在该直线棒的两端，另一个圆球设置在该直线棒的中间某确定位置，所述三个圆球将所述直线棒分为长度已知的两段，所述三个圆球的直径已知；所述三根直线棒所在的平面为不同的平面。通过本申请解决了现有标定技术确定内外参数需要非线性方法计算正交矩阵的问题，通过正交分解清晰化了内外参数的因果关联。

摘要： 本申请公开了一种相机标定板及其使用方法、相机标定的特征点提取方法，该相机标定板包括：主标定板和辅标定板，其中，所述主标定板上绘制的图案包括：至少一个同心圆环图案和至少一对矩形图案；所述辅标定板上绘制的图案包括：至少一个同心圆环图案；其中，三个标定板不能共面，需要确定主标定板上特征点的世界坐标，而只需确定辅标定板上特征点之间的几何度量以至于在拍摄过程中可以移动辅标定板。此种标定方式只需拍摄一张照片就可以获取空间特征点的亚像素坐标。通过本申请解决了现有技术中相机标定方法标定板特征点提取不全导致特征点的图像坐标和空间坐标匹配度不高，相互混淆的问题，从而提高了相机标定的精度。

摘要： 本发明提供的相机标定板及相机标定数据采集方法，该相机标定板为平面标定板；所述相机标定板上设有若干个特征圆点，且所有特征圆点呈阵列分布；所述特征圆点中定义3个特征圆点为特定特征圆点，且所有特定特征圆点不在同一条直线上。该相机标定板，设有特定特征圆点，能够利用特定特征圆点对其他特征圆点的世界坐标进行定位。

摘要： 本申请公开了相机标定架、基于标定架的单幅图像相机标定方法及系统，该相机标定架包括：三根长度已知的直线棒，其中，所述三根直线棒中的每一根上均设置有三个圆球，其中的两个圆球设置在该直线棒的两端，另一个圆球设置在该直线棒的中间某确定位置，所述三个圆球将所述直线棒分为长度已知的两段，所述三个圆球的直径已知；所述三根直线棒所在的平面为不同的平面。通过本申请解决了现有标定技术确定内外参数需要非线性方法计算正交矩阵的问题，通过正交分解清晰化了内外参数的因果关联。

摘要： 本发明公开了一种应用于相机标定系统的标定方法和相机标定系统。其中，该方法包括：通过驱动机构驱动标定物旋转至目标位置；在标定物旋转至目标位置的情况下，控制待标定相机采集图像，其中，图像为包括多个标定物的图像；基于图像确定待标定相机的标定结果。本发明解决了相关技术采用人工方式进行相机标定，导致标定时间长、结果不准确的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种相机标定方法、装置、平台和应用于标定平台的相机标定方法。其中，标定平台包括至少一部相机和驱动机构，该方法包括：控制驱动机构驱动相机移动到至少一个目标位置，其中，驱动机构具有至少一个平移自由度和至少一个旋转自由度；在相机移动到目标位置的情况下，控制相机采集图像；基于图像获得相机标定的结果。本发明解决了现有技术采用人工方式进行相机标定，导致标定结果不准确的的技术问题。

摘要： 本公开是关于一种相机标定方法、相机标定装置及存储介质。其中，相机标定方法应用于终端，包括：若确定标定验证工站需要对终端的相机进行标定验证，则通过目标进程调用终端的相机守护进程的服务加载接口，其中，目标进程为不同于初始化进程的进程；通过相机守护进程的服务加载接口，控制终端内的相机标定文件生效。通过本公开实施例提供的相机标定方法，可以提高标定验证工站的验证效率。

摘要： 本申请公开了一种用于相机标定的系统以及相机标定系统，包括：承载平台；具有一至三个旋转轴的旋转机构；相机固定架，相机固定架将相机固定在第一旋转机构上，相机的光轴与第一旋转轴共轴；标靶，标靶包括：多根平行光管；内置于所述多根平行光管中的内置图案，其中，每根平行光管中内置一个内置图案，所述内置图案至少包含一个标记点；平行光管载具，所述平行光管载具用于支撑所述多根平行光管，使所述多根平行光管被配置为对应内置图案在待标定相机的视场范围内；从而相机可以在旋转机构旋转过程中拍摄所述标靶得到标靶图像。利用该方案可实现在较小的空间内拍摄标靶图像完成相机的快速和高精度的标定。