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相机靶面安装误差标定方法被引量：7: 2013年; 由于工艺水平的限制,相机靶面不可避免地存在位置安装误差和指向安装误差,为了消除靶面安装误差的影响,定性分析了靶面安装误差;理论推导出显式包含指向安装误差的误差模型及成像模型;得到综合考虑靶面指向安装误差和镜头畸变的全像差模型;利用标定结果对实际像点进行修正。仿真和半实物实验验证了模型和标定方法的正确性,比较得知全像差模型相对于传统像差模型对实际像点有更好的修正效果。; 许勇郭鹏宇苑云张小虎于起峰; 关键词：机器视觉相机标定

无人机视频运动目标实时检测及跟踪被引量：22: 2013年; 对无人机拍摄视频中的地面运动目标提出一种实时检测跟踪算法。该算法利用特征点的对应关系将图像对配准,再对配准图像进行变化检测,根据变化和运动信息检测目标并消除虚警,将检测与跟踪相结合,对目标跟踪失效的情况,能重新正确定位目标,从而获取目标的完整运动轨迹。采用无人机拍摄的地面车辆图像的测试结果表明,算法能有效检测跟踪运动目标,并能达到25f/s以上的实时处理速度。; 董晶傅丹杨夏; 关键词：计算机视觉图像配准无人机变化检测目标检测目标跟踪

基于无穷单应的大视场摄像机标定方法被引量：14: 2012年; 在大视场摄像机标定中,常常会出现由于场景过于单一而很难达到自标定所需要的场景约束和运动约束条件、立体标定所需要的强立体条件或者平面靶板标定所需要的绝对共面条件,如指向高空区域的摄像机标定任务就很难满足上述要求,因而大视场摄像机标定需要较为弹性的标定算法。提出一种基于无穷单应的大视场摄像机标定方法,该方法最少只需要4个非共线控制点和摄像机粗略的位置即可求解无穷单应,并且提出一种坐标变换方法以保证线性求解和优化无穷单应时的稳定性。从无穷单应中分解得到摄像机参数初始值,通过Levenberg-Marquardt(LM)优化算法最终实现摄像机的标定。在优化过程中,通过假设图像中心为主点和采用一阶径向畸变模型,相对增加了优化过程中的剩余自由度,能够实现4个像点为观测值的参数优化。相比于强立体或共面的条件,此方法所需条件很容易满足。仿真和实际实验验证了此方法的正确性和高精度,以及重复测量实验的灵活易实施。; 苑云朱肇昆张小虎尚洋于起峰; 关键词：摄像机标定大视场摄像测量

准同心广义经纬相机的成像模型及高精度标定被引量：9: 2012年; 对于大尺度运动目标的参数测量,固定相机存在着视场与空间分辨率之间的矛盾,并且当测量空中或海上目标时相机的标定也十分困难。跟踪式相机(如光电经纬仪)能解决此问题,但存在体积大、成本高和操作复杂等缺点。结合两者特点取长补短,将相机固定在二维旋转平台上,尽可能实现同心放置,组成准同心广义经纬相机进行中远场高精度测量,测量过程中转台实时跟踪目标并为相机提供外参数。此方法并没有光电经纬仪非常严格的同心同轴的安装要求。在合理假设基础上建立了经纬相机成像模型,提出了线性求解及平差优化相机参数的方法。大量仿真与实际测量验证了模型和标定方法的正确性和高精度。广义经纬相机测量系统组合巧妙、装拆和操作简单、体积小、成本低、可全视场测量且测量精度高,有广泛且重要的应用前景。; 苑云朱肇昆张小虎尚洋于起峰; 关键词：成像系统相机标定成像模型

一种视觉辅助的惯性导航系统动基座初始对准方法被引量：8: 2014年; 针对惯性导航系统动基座初始对准问题,提出了一种视觉辅助的惯导系统动基座初始对准方法。建立了视觉与惯导系统测量模型,考虑了特征点位置已知和未知两种情形,分别推导了视觉和惯导系统姿态位置间的关系,设计了EKF滤波器。建立了两种情形下的滤波观测方程,设计了晃动基座初始对准仿真实验,结果表明在视觉特征点位置已知和未知两种条件下,滤波器状态均能收敛,特征点位置已知时收敛时间小于30 s,特征点位置未知时收敛时间约为300 s;在陀螺零偏为0.01(°)/h、加速度计零偏为50μg的仿真条件下,对准精度为水平姿态角优于0.004°,方位角优于0.06°。提出的视觉辅助惯导系统动基座初始对准是一条较新且可行的思路。; 张红良郭鹏宇李壮; 关键词：惯性导航系统动基座视觉

基于传递像机摄像测量的不稳定平台的静态基准转换方法被引量：4: 2011年; 针对摄影/摄像测量或其他测量领域中测量平台不稳定会给测量结果带来较大误差,甚至不可用的问题,本文提出了基于传递像机的不稳定测量平台向静态基准转换的概念和方法.在不稳定平台上安装传递像机,实时拍摄静态基准上的参考标志物;或者在静态基准上安装传递像机,实时拍摄不稳定平台上的参考标志物,进而解算出不稳定平台相对于静态基准的三维运动,并据此对观测结果进行误差修正,消除平台运动的影响.该方法使摄像测量在不稳定平台上也能高精度进行动态测量,有效拓展了摄像测量的一类重要应用范围.实验验证和数值仿真分析证实了本方法的有效性和实用性.; 于起峰孙祥一姜广文刘肖琳张小虎周剑尚洋; 关键词：光学测量摄像测量

Accurate mirror-based camera pose estimation with explicit geometric meanings被引量：6: 2014年; An accurate closed form solution is proposed to estimate camera pose by several mirrored reference object images acquired via a planar mirror under different unknown poses. Compared with state-of-the-art methods, our method is more accurate when there are more than three images and has explicit geometric meanings. This method also properly handles cases in which some of the mirror poses are parallel. The central idea is to minimize an error metric based on all reflections of rotation, which enables the camera rotation to be estimated directly by SVD of sum of mirrored camera rotations. After that, the camera translation is computed by solving a large system of linear equations to minimize object space collinearity error. Both synthesized data and real data experiments show the advantages of our approach.; LI XinLONG Gu CanGUO Peng YuLIU Jin BoZHANG Xiao HuYU Qi Feng; 关键词：SVD

面向点结构光测量系统的两轴转台标定: 2014年; 针对传统点结构光测量系统的标定方法难以满足远距离、高精度的测量需求，提出了一种基于单目视觉的两轴转台标定新方法。在激光测距仪绕旋转轴转动过程中利用标定墙和拦截面分别拦截激光射线形成激光光斑，通过单目视觉定位计算激光光斑的空间坐标，进而差分得到激光测距仪虚拟出光点的位置，最终拟合出旋转轴方向矢量和轴上定点坐标。利用虚拟出光点进行标定减少了激光光斑空间坐标误差对旋转轴标定的影响，大幅提高了转台的标定精度。在对转台的两个转轴精确标定的基础上，利用激光指向和测距信息可实时解算出目标三维坐标。实验证明，坐标测量中误差维持在0．5mm以内，所提出的标定方法简单可靠，并适用于其他转台测量系统。; 关棒磊周朗明杨夏张小虎; 关键词：单目视觉

相机内参量及像差系数与外参量的解耦标定方法（英文）被引量：4: 2016年; 基于无穷远点与相机内参量关系,提出了一种相机内参量及像差系数与外参量解耦标定方法.首先,根据平面单应计算绝对二次曲线在像面的投影方程,线性求解相机内参量;然后,将重投影像点视为理想像点线性求解像差系数,并计算像点重投影误差;最后,将序列图像的平面单应作为待优化参量,以最小化像点重投影误差为目标函数,重复上述过程,输出最优的相机内参量和像差系数.在相同配置下,分别对本文方法和张正友平面靶板标定方法的标定准确度进行仿真与对比分析.基于不同姿态和位置的27幅棋盘格图片,分别利用这两种方法对相机内参量进行标定实验.实验结果表明:与张正友平面靶板标定方法相比,本文方法的标定准确度提高了至少1%;在实物实验中,张正友平面靶板标定方法和本文方法的重投影残差分别为0.064像素和0.008像素.; 刘进博张小虎于起峰; 关键词：应用光学无穷远点

水下集矿作业车运动光学实时跟踪测量系统: 2012年; 集矿作业车是大洋采矿系统的关键技术,在实验定型阶段,高精度的测量集矿作业车的运动学参数是检验集矿作业车的牵引、控制等模块性能必不可少的环节。针对集矿作业车在水中行进、活动范围较大的特点,提出了利用广角镜头进行双目交会测量的光学方法,实现了集矿作业车运动轨迹实时跟踪测量系统。该系统首先在实验室内利用网格板对广角镜头的畸变进行修正;其次,在现场,根据场景中的自然特征,在室内标定的基础上,修正镜头畸变,标定摄像机内外参数;最后,两台摄像机跟踪集矿作业车上的合作特征,实时交会测量获得集矿作业车的运动轨迹,包括位置、速度等。该系统的测量结果与全站仪测量结果的残差为5mm。系统已正式通过验收,并投入使用。; 周剑海钰琳孙祥一张小虎; 关键词：摄像测量广角镜头

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国家自然科学基金(11072263)

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