基于立体棋盘模型的广角相机快速标定法

1

作者 杨欣蕊 陈俊彪 +1 位作者 杜昭 高明伟 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第4期263-270,共8页

针对靶场试验设备光学参数获取时,二维标定法需多幅多角度图片而导致操作繁琐、效率低的问题,提出一种新颖的基于立体棋盘模型的广角相机快速标定法。设计一种基于区域生长的立体棋盘模型构建算法,采用单尺度模板获取亚像素角点,设置动... 针对靶场试验设备光学参数获取时,二维标定法需多幅多角度图片而导致操作繁琐、效率低的问题,提出一种新颖的基于立体棋盘模型的广角相机快速标定法。设计一种基于区域生长的立体棋盘模型构建算法,采用单尺度模板获取亚像素角点,设置动态种子库,通过角点预测和能量最小化算法,以种子点为中心扩展棋盘格,利用均值点距离之和最小排除干扰项;将立体棋盘模型拆分为3个二维棋盘格,结合张氏标定法求解相机参数,利用光束平差法和2σ阈值减少重投影误差。实验表明,所提算法与生长棋盘格算法相比,平均运行时间下降了92%,模型构建成功率提升了82.61%,所提方法与利用三维世界坐标的直接求解法相比,降低了标定板结构变化对畸变参数解算精度影响,重投影误差减少了62.7%,与二维标定法相比,在保持较高标定精度的同时,工作量降低近4倍,标定结果稳定性更强。 展开更多

关键词 立体棋盘模型 相机标定 区域生长 亚像素角点 光束平差法 畸变校正

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基于鱼眼相机混合模型的棋盘格角点检测方法 被引量：1

2

作者 梁卓凡 方遒 李伟林 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期211-217,共7页

针对搭载自动泊车功能车辆的鱼眼相机标定耗时较长、鲁棒性要求较高的问题,提出一种基于鱼眼相机混合模型的棋盘格内角点检测改进方法。在参考和比较原有算法的基础上,提出的混合畸变模型能够快速确定不同区域内角点的两个初始方向,从... 针对搭载自动泊车功能车辆的鱼眼相机标定耗时较长、鲁棒性要求较高的问题,提出一种基于鱼眼相机混合模型的棋盘格内角点检测改进方法。在参考和比较原有算法的基础上,提出的混合畸变模型能够快速确定不同区域内角点的两个初始方向,从而快速提高粗定位的速度。同时针对生产线标定的特殊性,提出了双标准离率差阈值作为对初始棋盘格是否可用的判断标准。实验结果表明该算法在自动泊车鱼眼相机生产过程中既能够满足标定的精度要求,同时也大幅度提高了检测速度,对自动泊车的相机标定具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 鱼眼镜头 消失点 棋盘格角点检测 相机标定

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用于摄像机标定的棋盘图像角点检测新算法 被引量：46

3

作者 杨幸芳 黄玉美 +2 位作者 高峰 杨新刚 韩旭炤 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1109-1113,共5页

摄像机标定是从二维图像获取准确的三维信息的必要步骤,摄像机标定的精度在很大程度上取决于标定板控制点的图像定位精度,鉴于此,对棋盘格标定板图像的角点定位问题进行了研究。笔者通过对图像像素类型及其性质进行分析,提出了以小邻域... 摄像机标定是从二维图像获取准确的三维信息的必要步骤,摄像机标定的精度在很大程度上取决于标定板控制点的图像定位精度,鉴于此,对棋盘格标定板图像的角点定位问题进行了研究。笔者通过对图像像素类型及其性质进行分析,提出了以小邻域环形模板上像素灰度的跳变次数为判据的棋盘角点检测新算法,该算法不但能快速检测出角点,而且还能确定角点的类型。利用此性质,剔除了容易受外界环境影响的棋盘外圈角点,即非X型角点,从而从另一个角度保证了所提取角点的精度。为了达到更高的精度,笔者以棋盘图像的高度对称性为依托,在每个初定位角点的局部邻域内,用灰度重心法对角点进行了亚像素定位。实验结果表明,提出的算法具有较高的精度,能够为高精度摄像机标定提供可靠数据。 展开更多

关键词 摄像机标定 棋盘图像 角点检测 亚像素定位

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采用环形模板的棋盘格角点检测 被引量：13

4

作者 储珺 郭卢安政 赵贵花 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期189-196,共8页

曝光过度和镜头畸变将分别导致棋盘格角点分离和角点局部区域不对称,现有的角点检测算法难以准确提取棋盘格角点。为此本文提出了一种图像坐标系下基于环形模板的棋盘格角点检测算法。该算法通过分析棋盘格角点附近的灰度分布应满足的... 曝光过度和镜头畸变将分别导致棋盘格角点分离和角点局部区域不对称,现有的角点检测算法难以准确提取棋盘格角点。为此本文提出了一种图像坐标系下基于环形模板的棋盘格角点检测算法。该算法通过分析棋盘格角点附近的灰度分布应满足的对称性和灰度交替性等性质,得出环形模板卷积后的图像应满足的性质。利用该性质来定义并提取棋盘格角点,最后利用局部冗余角点分布的对称性来去除冗余角点,使角点检测更精确从而使提取的角点直接达到亚像素精度。实验结果表明:本文提出的棋盘格角点检测算法在曝光过度,镜头畸变和复杂背景情况下均能取得较好的棋盘格角点检测效果,且运算速度快,误差小。将该算法应用于实际摄像机标定,结果显示重投影误差在0.3个像素以内。 展开更多

关键词 棋盘格角点 角点检测 环形模板 摄像机标定

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基于多方向对称和匀质约束的SUSAN棋盘格角点检测算法 被引量：4

5

作者 徐树奎 李国辉 +1 位作者 张军 涂丹 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第9期248-252,共5页

棋盘格角点检测是摄像机标定过程中的一个重要步骤。针对原有SUSAN角点检测算法在棋盘格角点检测应用中边缘点与角点难以区分的问题,通过对棋盘格角点特性的分析和实验,提出了一种基于多方向对称和匀质约束的SUSAN棋盘格角点检测算法。... 棋盘格角点检测是摄像机标定过程中的一个重要步骤。针对原有SUSAN角点检测算法在棋盘格角点检测应用中边缘点与角点难以区分的问题,通过对棋盘格角点特性的分析和实验,提出了一种基于多方向对称和匀质约束的SUSAN棋盘格角点检测算法。通过在原有SUSAN算法的基础上添加对称约束算子和匀质约束算子滤除SU-SAN检测结果中的边缘点,最终确定角点的坐标。实验结果表明,该算法在角点检测的有效性和精度方面优于已有算法。 展开更多

关键词 棋盘格角点 SUSAN算法 对称约束 匀质约束

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基于Harris的棋盘格角点检测改进算法 被引量：13

6

作者 王晓辉 程健庆 韩瑜 《电子测量技术》 2013年第10期51-54,66,共5页

角点作为含有图像重要信息的一种特征点,运用角点计算可以有效减少图像运算量。正因为如此,角点检测在机器视觉中更是起着不可忽略的作用,并广泛应用于视觉测量、图像匹配和摄像机标定中。针对Harris的棋盘格角点检测的优劣性,综合尺度... 角点作为含有图像重要信息的一种特征点,运用角点计算可以有效减少图像运算量。正因为如此,角点检测在机器视觉中更是起着不可忽略的作用,并广泛应用于视觉测量、图像匹配和摄像机标定中。针对Harris的棋盘格角点检测的优劣性,综合尺度空间、Harris算子、Fonster算子和SVD算子的思想,提出一种由粗到精的多层策略,快速自动实现棋盘格角点检测与提取,既采用了Harris算子良好的定位性能和鲁棒性,又结合了其他算子良好的优越性,克服了单种算子的局限性。实验证明,该方法针对棋盘格角点有较高的检测精度、准确率和稳定性,可以满足实时性要求。 展开更多

关键词 棋盘格 角点检测 HARRIS 尺度空间 Fonster

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基于改进的SUSAN算子的棋盘格亚像素角点检测算法 被引量：10

7

作者 杨幸芳 黄玉美 +1 位作者 李艳 高峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第21期2541-2545,共5页

针对SUSAN算子在检测棋盘格角点这一特殊类型角点时出现的不足,提出了改进的SUSAN角点检测算子。改进的算子在分析原有算子仅考虑USAN区域的大小而不考虑USAN区域的形状这一局限性的基础上,通过在SUSAN圆模板内附加两个圆环模板来实现... 针对SUSAN算子在检测棋盘格角点这一特殊类型角点时出现的不足,提出了改进的SUSAN角点检测算子。改进的算子在分析原有算子仅考虑USAN区域的大小而不考虑USAN区域的形状这一局限性的基础上,通过在SUSAN圆模板内附加两个圆环模板来实现对所有棋盘格角点的有效检测。此外,鉴于棋盘格角点图像形状和灰度分布具有对称性以及灰度对比强烈的特点,采用灰度重心法对角点进行了亚像素定位。为了提高算法性能,具体操作时采用区域分离思想,将USAN区域分成内部像素区域和边缘像素区域两部分,通过对内部像素区域灰度的均值化,达到了抑制内部像素区域噪声的目的。实验结果表明,所提出的算法准确、有效,能达到亚像素级的精度。 展开更多

关键词 SUSAN算子 棋盘格 亚像素 角点检测 USAN区域

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基于改进棋盘的角点自动检测与排序 被引量：14

8

作者 赵斌 周军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期237-244,共8页

考虑采用传统黑白棋盘进行相机自动标定时角点排序结果受标定模板旋转角度影响较大,本文设计了一种改进的棋盘标定模板及相应的角点自动检测与排序算法。新的标定模板通过增加4个长方形边界滤除复杂背景,增加沙漏状图形确定排序原点,从... 考虑采用传统黑白棋盘进行相机自动标定时角点排序结果受标定模板旋转角度影响较大,本文设计了一种改进的棋盘标定模板及相应的角点自动检测与排序算法。新的标定模板通过增加4个长方形边界滤除复杂背景,增加沙漏状图形确定排序原点,从而使得排序结果适应于模板的旋转。针对新的标定模板提出了一种基于对称象限灰度交叉熵的角点检测算法,该算法通过抑制局部非极大值以及筛选矩形边界实现了角点的像素级定位,然后采用Frostner算子解算了角点的亚像素坐标。针对角点检测结果,采用曲线拟合并结合角点至原点的距离信息实现了角点自动排序。实验结果表明:得到的角点检测结果正确,亚像素解算坐标与Matlab标定工具箱的检测结果误差小于0.8pixel,排序结果对标定模板的旋转具有不变性,易于实现在线标定。 展开更多

关键词 标定模板 角点检测 角点排序 交叉熵 棋盘

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使用12像素对称模板的棋盘格内角点检测 被引量：1

9

作者 戴士杰 邵猛 +1 位作者 吴佳宁 葛圣强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1306-1311,共6页

棋盘图像的角点提取问题往往决定着三维测量中摄像机标定的精度。针对SUSAN(Smallest Univalue Segment Assimilating Nucleus)算法无法区分棋盘标定板内角点与边缘点的缺陷,提出一种12像素对称灰度模板检测算法。该算法首先根据棋盘格... 棋盘图像的角点提取问题往往决定着三维测量中摄像机标定的精度。针对SUSAN(Smallest Univalue Segment Assimilating Nucleus)算法无法区分棋盘标定板内角点与边缘点的缺陷,提出一种12像素对称灰度模板检测算法。该算法首先根据棋盘格内角点周围像素的中心对称性分布,设计一种12像素对称USAN模板,可以迅速区分出内角点与边缘点,同时将内角点与平坦区域作为候选点。再结合灰度均方差算子,利用平坦区域灰度方差较小的特点将其剔除,最终实现对棋盘格内角点的高效检测。同时,该算法在检测过程中完全摒除易受外界因素影响的外圈角点,以保证角点提取时的精度。实验结果表明:新算法对9阶棋盘格的检测时间为1.244577s;用于张正友标定方法之后,得到的检测重投影误差仅为[0.3,0.3]像素。这两项指标,均优于传统SUSAN算法。 展开更多

关键词 棋盘格内角点检测 摄像机标定 对称USAN模板 灰度均方差算子

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一种改进的快速SUSAN棋盘格角点检测算法 被引量：4

10

作者 夏海英 刘伟涛 朱勇建 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第1期44-52,共9页

针对传统SUSAN角点检测算法不能区分棋盘格内角点和边缘点,以及因曝光过度导致的角点分离问题,本文提出改进的SUSAN角点检测算法。改进算法求取2组不相邻特征方向3像素灰度和差值,配合门限阈值和差阈值,提取角点集合;利用角点集合的对... 针对传统SUSAN角点检测算法不能区分棋盘格内角点和边缘点,以及因曝光过度导致的角点分离问题,本文提出改进的SUSAN角点检测算法。改进算法求取2组不相邻特征方向3像素灰度和差值,配合门限阈值和差阈值,提取角点集合;利用角点集合的对称分布特性确定角点集合的质心坐标作为此位置角点的坐标,坐标值可直接达到亚像素精度。实验表明:本文提出的改进的SUSAN角点检测算法可以有效、快速地提取角点,重投影误差在0.3个像素以内,可用于相机标定。 展开更多

关键词 角点检测 棋盘格 相机标定 亚像素 SUSAN

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基于共面点的改进摄像机标定方法研究 被引量：9

11

作者 刘杨豪 谢林柏 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期289-293,共5页

为能准确提取物体空间信息实现图像三维重建,对摄像机透视畸变模型及透视投影模型进行研究,在张正友标定法的基础上,提出基于共面点的摄像机非线性标定方法。利用棋盘格角点的三维坐标和相应的图像坐标运算获取畸变参数,并通过非线性最... 为能准确提取物体空间信息实现图像三维重建,对摄像机透视畸变模型及透视投影模型进行研究,在张正友标定法的基础上,提出基于共面点的摄像机非线性标定方法。利用棋盘格角点的三维坐标和相应的图像坐标运算获取畸变参数,并通过非线性最小二乘法对其进行优化,从而得到精确的摄像机标定参数。实验结果表明,改进的摄像机标定方法相比张正友标定法具有更高的标定精度和标度速度,适用于单摄像机的标定。 展开更多

关键词 计算机视觉 三维重建 摄像机标定 透镜畸变 共面点 棋盘格角点

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复杂背景下改进的棋盘格内角点检测算法 被引量：5

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作者 刘飞飞 吴志刚 +1 位作者 任舒琪 朱晨 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第12期3474-3478,共5页

针对当前棋盘格内角点检测算法在复杂背景下表现不佳的问题,提出一种改进的棋盘格内角点检测算法。在分析现有算法的基础上,将自适应阈值的BW算子和环形模板算法相结合,提取内角点的像素级坐标,通过灰度梯度法提取亚像素角点坐标。在MAT... 针对当前棋盘格内角点检测算法在复杂背景下表现不佳的问题,提出一种改进的棋盘格内角点检测算法。在分析现有算法的基础上,将自适应阈值的BW算子和环形模板算法相结合,提取内角点的像素级坐标,通过灰度梯度法提取亚像素角点坐标。在MATLAB中进行实验,实验结果表明,在复杂背景下,该算法可以有效检测出棋盘格内角点,定位精度达0.1005pix,能够为标定摄像机提供高精度数据,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 棋盘格 BW算子 角点检测 亚像素定位 摄像机标定

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不均匀光照下的通用棋子定位方法 被引量：4

13

作者 王亚杰 张云博 +2 位作者 吴燕燕 丁傲冬 祁冰枝 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第12期3490-3498,共9页

针对下棋机器人系统中光照分布不均匀造成的棋子定位误差问题,提出了基于分块凸包检测和图像掩膜的通用棋子定位方法。首先,提取出棋盘轮廓上的点集,利用分块凸包法检测棋盘四个顶点的坐标;然后,定义标准棋盘图像中四个棋盘顶点的坐标,... 针对下棋机器人系统中光照分布不均匀造成的棋子定位误差问题,提出了基于分块凸包检测和图像掩膜的通用棋子定位方法。首先,提取出棋盘轮廓上的点集,利用分块凸包法检测棋盘四个顶点的坐标;然后,定义标准棋盘图像中四个棋盘顶点的坐标,根据透视变换原理计算转换矩阵;其次,根据不同类型棋盘的小方格面积差异来识别棋盘类型;最后,将捕获到的棋盘图像陆续矫正为标准棋盘图像,获得相邻两个标准棋盘图像的差分图,并对差分图进行膨胀、图像掩膜相乘和腐蚀的操作,从而得到棋子有效区域并计算其中心坐标。实验结果表明:所提方法在四种光照不均匀情况下对围棋和象棋棋子的平均定位准确率可达到95.5%和99.06%,相较于其他棋子定位算法有明显的提升,并且解决了棋子粘连、棋子投影和镜头畸变导致的局部棋子定位不精准的问题。 展开更多

关键词 棋子定位 光照不均匀 角点检测 图像掩膜 凸包 棋盘识别 下棋机器人

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