基于交比不变性的十字形标定靶标及其识别方法

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作者 史宝全 侯轩哲 +3 位作者 贺谦 陈先民 张文东 杨林 《光学精密工程》 北大核心 2025年第18期2914-2928,共15页

针对大视场测量中传统大尺寸标定靶标制造困难、携带不便及易变形的问题,提出一种基于交比不变性的十字形标定靶标及其识别方法。首先,设计了由两根等长靶尺相互垂直连接而成的十字结构靶标。该靶标的四条臂等长,且各臂上布置满足交比... 针对大视场测量中传统大尺寸标定靶标制造困难、携带不便及易变形的问题,提出一种基于交比不变性的十字形标定靶标及其识别方法。首先,设计了由两根等长靶尺相互垂直连接而成的十字结构靶标。该靶标的四条臂等长,且各臂上布置满足交比恒定为4/3的靶标点(圆形非编码标志点),主体采用铝合金或碳纤维复合材料,兼顾了轻量化和高强度。其次,利用交比不变性设计了靶标点的编码规则,并开发了十字形靶标识别流程,实现标定图像中靶标点的自动检测与解码。最后,制作了靶标实物并开展了实验测试。实验结果表明所设计的靶标在80°的大倾角范围内仍能准确识别,并且其结构简单、易于制造、携带及拆装,能够满足工业现场复杂环境下大视场相机的快速标定需求。 展开更多

关键词 相机标定 交比不变性 十字形靶标 大视场

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基于交比不变性的摄像机标定方法 被引量：7

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作者 李进明 林意 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第3期1126-1129,共4页

针对传统棋盘格模板制作过程复杂、精度要求高的问题,提出了一种动态的基于交比不变性的摄像机标定方法。对两幅同源图像中的直线信息进行提取,运用顶点交比序列的唯一性来完成两图像中直线的匹配,从而准确实现了点与点的动态标定。实... 针对传统棋盘格模板制作过程复杂、精度要求高的问题,提出了一种动态的基于交比不变性的摄像机标定方法。对两幅同源图像中的直线信息进行提取,运用顶点交比序列的唯一性来完成两图像中直线的匹配,从而准确实现了点与点的动态标定。实验结果表明,该方法鲁棒性较好,在自然环境下,对于标定固定位置的摄像机也能运用,表现出了良好的效果,具有广泛的应用性。 展开更多

关键词 棋盘格模板 交比不变性 摄像机标定 顶点交比序列 动态标定 鲁棒性

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相互作用系统的交比不变性

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作者 杨初平 熊建文 习岗 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 1999年第3期94-98,共5页

分析几种相互作用系统的构成，推导出包括引力相互作用和电相互作用等几种相互作用系统的射影几何特征———交比不变性－ 从射影几何的角度分析这几种相互作用的交比不变性所具有的特点；依据交比不变性。

关键词 相互作用 交比不变性 射影几何 系统 引力 电

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基于交比不变性的投影仪标定 被引量：8

4

作者 杨建柏 赵建 孙强 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期320-328,共9页

提出了一种新的投影仪标定方法以提高数字光栅投影三维测量中投影仪标定的准确性。该方法结合二次投影技术和交比不变性进行投影仪标定。采用二次投影技术解决投射图案与标定板图案互相干扰的问题;采用交比不变性以避免引入相机的标定... 提出了一种新的投影仪标定方法以提高数字光栅投影三维测量中投影仪标定的准确性。该方法结合二次投影技术和交比不变性进行投影仪标定。采用二次投影技术解决投射图案与标定板图案互相干扰的问题;采用交比不变性以避免引入相机的标定误差。接着进行了对比实验,以验证所提方法的有效性。选取需要相机参数的传统投影仪标定方法以及根据全局单应性的投影仪标定方法作为对比方法。结果显示,本方法的反投影误差标准差分别从(0.2275,0.2264)像素和(0.1397,0.0997)像素降低到(0.0645,0.0601)像素,反投影误差的最大值分别从1.222像素和0.5617像素降低到0.2421像素。另外,该方法还可同时标定相机,从而获得整个三维测量系统的参数。本文提出的方法可以避免相机标定参数的误差传递,提高投影仪的标定精度。 展开更多

关键词 光栅投影 三维测量 交比不变性 投影仪标定

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基于交比不变性的分区域相机畸变矫正 被引量：11

5

作者 李佳莹 罗哉 +1 位作者 江文松 郭斌 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第9期125-130,共6页

针对相机不同畸变程度的大视场区域很难同步等精度标定的问题,提出基于交比不变性的分区域相机畸变矫正方法。以相机主点为中心,按距离加权原则将相机视场区域分割为若干个区域;利用各分割视场区域中的多组共线4点坐标建立交比不变性畸... 针对相机不同畸变程度的大视场区域很难同步等精度标定的问题,提出基于交比不变性的分区域相机畸变矫正方法。以相机主点为中心,按距离加权原则将相机视场区域分割为若干个区域;利用各分割视场区域中的多组共线4点坐标建立交比不变性畸变系数求解模型;据此实现分区域相机畸变矫正。此方法的测量误差的评价是通过比较直线偏移量来实现的。实验表明,两区域分割法和三区域分割法的直线偏移量误差比传统不分区方法分别降低14.7%和29.93%。此方法在传统方法的基础上进行改进,解决大视场区域非等精度标定。从实验结果可得到此方法优于传统方法。 展开更多

关键词 相机标定 镜头畸变 交比不变性 分区域

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基于交比不变性的绝缘子串中轴线提取方法

6

作者 马志学 袁爱仙 +1 位作者 黄晓波 蔡建峰 《电子测量技术》 2017年第6期113-116,131,共5页

鉴于绝缘子串沿其中轴线剖面计算其爬电距离的需要,提出一种基于交比不变性的绝缘子串中轴线提取方法。首先利用Kinect扫描获取整个绝缘子串点云数据,并根据马氏距离判别剔除其中心数据保留伞裙数据;接着依据绝缘子串各伞裙间存在的交... 鉴于绝缘子串沿其中轴线剖面计算其爬电距离的需要,提出一种基于交比不变性的绝缘子串中轴线提取方法。首先利用Kinect扫描获取整个绝缘子串点云数据,并根据马氏距离判别剔除其中心数据保留伞裙数据;接着依据绝缘子串各伞裙间存在的交比不变性原理,对其中轴线的方向向量进行受限估计;最后进一步利用交比不变性质来拟合各伞裙的圆心,获取具有全局最优的绝缘子串中轴线方程。实验结果表明,本方法所估计的中轴线方程具有全局最优且准确高效,为后续爬电距离计算提供了有效支撑。 展开更多

关键词 绝缘子串 爬电距离 交比不变性 KINECT 马氏距离判别

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基于交比不变量的摄像机标定方法 被引量：9

7

作者 郑榜贵 田炳香 段建民 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期476-480,共5页

为了解决摄像机标定的菲线性优化过程中解的不稳定性问题,针对具有镜头径向畸变的摄像机模型,提出了一种实用的摄像机线性标定方法.该方法利用透视投影的交比不变性原理标定镜头的畸变系数,基于摄像机成像的单应性矩阵及内部参数的基本... 为了解决摄像机标定的菲线性优化过程中解的不稳定性问题,针对具有镜头径向畸变的摄像机模型,提出了一种实用的摄像机线性标定方法.该方法利用透视投影的交比不变性原理标定镜头的畸变系数,基于摄像机成像的单应性矩阵及内部参数的基本约束,线性标定出其他摄像机参数.实验结果表明,该方法标定模板制作简单,速度快,具有一定的鲁棒性,可以满足工业机器视觉的精度要求. 展开更多

关键词 标定 摄像机 镜头 光学畸变 计算机视觉 交比不变性

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消隐点共线约束逐点畸变校正算法 被引量：5

8

作者 赵振庆 叶东 +2 位作者 吴斌 陈刚 杨子军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1196-1204,共9页

对逐点图像畸变校正算法进行分析和研究。分析了基于四点共线交比不变性的逐点畸变校正算法的校正精度,指出该算法由于初始使用图像点含有误差导致计算其他图像点产生了精度改变,同时给出了计算结果误差较小时的图像点位置和相对距离的... 对逐点图像畸变校正算法进行分析和研究。分析了基于四点共线交比不变性的逐点畸变校正算法的校正精度,指出该算法由于初始使用图像点含有误差导致计算其他图像点产生了精度改变,同时给出了计算结果误差较小时的图像点位置和相对距离的选取方法。基于上述分析,提出了基于消隐点共线约束的逐点畸变校正算法。该算法利用消隐点来提高直线拟合精度,利用共线特征来约束校正图像点精度。该算法不仅可以优化基于四点共线交比不变性算法校正的图像点,同时也可以优化初始使用的图像点,从而提高所有图像点畸变校正精度。基于MATLAB的仿真实验显示:对于400万像素的镜头,校正后图像点最大误差是初始图像点噪声的29.05倍。针对实物图像对基于四点共线交比不变性法校正的图像点,基于消隐点共线约束法校正的图像点和未校正采集图像点的交比值进行对比,结果表明本文提出算法优于四点共线交比不变性算法的结果。 展开更多

关键词 计算机视觉 图像校正 畸变校正 消隐点 交比不变性 共线约束

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高精度测量的相机标定 被引量：12

9

作者 高俊钗 雷志勇 王泽民 《电光与控制》 北大核心 2011年第2期93-96,共4页

在高精度尺寸测量系统中,采用传统短焦距定焦光学方法时径向畸变较大,影响测量精度。为提高测量的精度,根据摄像机针孔成像的线性模型和镜头的非线性模型,建立摄像机定焦镜头的对焦数学模型,提出了采用交比不变的标定方法。研究了物体... 在高精度尺寸测量系统中,采用传统短焦距定焦光学方法时径向畸变较大,影响测量精度。为提高测量的精度,根据摄像机针孔成像的线性模型和镜头的非线性模型,建立摄像机定焦镜头的对焦数学模型,提出了采用交比不变的标定方法。研究了物体远近的小范围变化对测量结果准确度的影响,修正了标定的像素当量;分析了镜头的几何投影变换关系,标定了镜头的畸变系数,达到高精度测量目的。实验数据表明,提出的标定算法与结果一致。 展开更多

关键词 相机标定 调焦模型 高精度 交比不变性

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基于视觉检测站线结构光传感器的标定方法 被引量：8

10

作者 段宇 刘常杰 +1 位作者 劳达宝 叶声华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第4期126-128,共3页

将一种基于交比不变性的标定方法应用于工业现场,实现对白车身柔性激光视觉检测站中线结构光视觉传感器的现场标定。利用平面靶标在传感器测量空间内自由移动,结合其数学模型,实现传感器中摄像机的标定;利用透视投影交比不变性获取标定... 将一种基于交比不变性的标定方法应用于工业现场,实现对白车身柔性激光视觉检测站中线结构光视觉传感器的现场标定。利用平面靶标在传感器测量空间内自由移动,结合其数学模型,实现传感器中摄像机的标定;利用透视投影交比不变性获取标定特征点实现对传感器的现场标定。实验结果表明:该方法标定精度高,传感器测量标定精度完全满足白车身测量精度要求。 展开更多

关键词 线结构光视觉传感器 平面靶标 任意位姿 交比不变性

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一维靶标的多视觉传感器全局校准 被引量：5

11

作者 刘震 张广军 魏振忠 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2274-2280,共7页

基于交比不变性原理和一维靶标点共线的特点,提出了一种多视觉传感器全局校准方法。以一个视觉传感器坐标系为基础建立全局坐标系,称该视觉传感器为基础视觉传感器。将一维靶标在基础视觉传感器和待校准视觉传感器前合适位置摆放至少两... 基于交比不变性原理和一维靶标点共线的特点,提出了一种多视觉传感器全局校准方法。以一个视觉传感器坐标系为基础建立全局坐标系,称该视觉传感器为基础视觉传感器。将一维靶标在基础视觉传感器和待校准视觉传感器前合适位置摆放至少两次,根据拍摄得到的3个或3个以上的靶标点图像坐标,由交比不变性原理,对每个视觉传感器求解不在视场区域的靶标点图像坐标。结合靶标点之间的距离约束,求解待校准视觉传感器到基础视觉传感器的转换矩阵。根据一维靶标特征点共线的特点,通过捆绑调整方式得到转换矩阵的最优解。最后,通过两两视觉传感器校准的方式完成多视觉传感器全局校准。该方法不需外部辅助设备,简单灵活,实用性强,全局校准精度可达0.041 mm。 展开更多

关键词 全局校准 一维靶标 多视觉传感器 交比不变性

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单幅像片测量技术在伐根测量中的应用 被引量：4

12

作者 曹明兰 李亚东 +1 位作者 贾树华 红玉 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期18-21,共4页

伐根测量可推测过往采伐量、盗伐量或误伐量,还可确定采伐强度,核实森林采伐限额执行情况。传统伐根测量方法的外业工作量大、效率低,随着近景摄影测量技术的发展和数码成像传感器性能的提升,使得从单幅像片中测量物体尺寸成为可能。文... 伐根测量可推测过往采伐量、盗伐量或误伐量,还可确定采伐强度,核实森林采伐限额执行情况。传统伐根测量方法的外业工作量大、效率低,随着近景摄影测量技术的发展和数码成像传感器性能的提升,使得从单幅像片中测量物体尺寸成为可能。文章基于小孔成像交比不变性原理,提出了一种从普通数码相机任意姿态拍摄的单幅像片中测量伐根的方法。介绍了该方法的照片采集要求、图像处理流程、并借助Sketchup软件对该方法进行验证,将实验结果与实地直尺测量结果进行比较,结果表明该方法精度可达到94.36%。 展开更多

关键词 单幅像片 近景摄影测量 伐根测量 交比不变性

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由任意平行四边形确定摄像机内参数的方法 被引量：4

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作者 王秀平 白瑞林 刘子腾 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期366-370,共5页

根据交比与角度之间的联系,提出了一种由任意平行四边形标定摄像机内参数的线性方法.采用关于空间平面上平行四边形的2种不同方案,运用拉盖尔定理和交比不变性原理,计算2个圆环点的图像坐标,再利用圆环点在绝对二次曲线上这一特点来线... 根据交比与角度之间的联系,提出了一种由任意平行四边形标定摄像机内参数的线性方法.采用关于空间平面上平行四边形的2种不同方案,运用拉盖尔定理和交比不变性原理,计算2个圆环点的图像坐标,再利用圆环点在绝对二次曲线上这一特点来线性标定摄像机内参数,完成标定只需3幅图像.文章将以往通过正交直线求圆环点的方法进行了扩展,采用任意斜交直线也可求圆环点,因而具有更广泛的适用性.模拟实验和真实图像实验均证明了该方法的可行性. 展开更多

关键词 机器视觉 摄像机内参数 平行四边形 标定 交比不变性

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移动机器人视觉传感器的现场标定技术 被引量：1

14

作者 郑榜贵 段建民 田炳香 《现代电子技术》 2008年第22期187-191,共5页

提出一种实用的移动机器人双目视觉传感器的标定技术。为解决非线性标定过程中解的不稳定性,根据透视投影的交比不变性和透镜成像的径向排列约束(radial parallelism constraint,RAC),线性标定摄像机的内部参数。然后,假定内部参数不变... 提出一种实用的移动机器人双目视觉传感器的标定技术。为解决非线性标定过程中解的不稳定性,根据透视投影的交比不变性和透镜成像的径向排列约束(radial parallelism constraint,RAC),线性标定摄像机的内部参数。然后,假定内部参数不变,从双目成像机理出发推导出本质矩阵的分解形式,线性标定出旋转矩阵和与实际只相差1个比例因子的平移向量。最后,由已知两个控制点之间的距离,求出实际的平移向量。实验表明,该方法具有与传统方法相同的精度,并且可实现外参数的现场标定。 展开更多

关键词 标定 双目视觉 交比不变性 本质矩阵 径向约束

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船用光电系统中摄像机参数的标定方法

15

作者 李博 王孝通 徐晓刚 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期70-74,102,共6页

基于一阶径向畸变的针孔摄像机模型,提出了一种新的线性三步摄像机定标方法,即通过径向排列约束计算摄像机参数的旋转矩阵、X轴平移矢量和Y轴平移矢量;根据透视投影的交比不变性解算一阶径向畸变参数;利用求得的摄像机参数建立有效焦距... 基于一阶径向畸变的针孔摄像机模型,提出了一种新的线性三步摄像机定标方法,即通过径向排列约束计算摄像机参数的旋转矩阵、X轴平移矢量和Y轴平移矢量;根据透视投影的交比不变性解算一阶径向畸变参数;利用求得的摄像机参数建立有效焦距和Z轴平移矢量的线性方程,采用最小二乘法得到线性解。实验表明,该方法简单快捷,具有较高的标定精度,解决了原有算法采用非线性搜索寻优可能存在的解不稳定性等问题。 展开更多

关键词 摄像机定标 径向畸变 交比不变性 计算机视觉

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汇集点的计算方法研究

16

作者 张政武 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期132-137,共6页

利用图像坐标计算交比,就可能出现计算故障或者引起计算精度的下降,采用N矢量表示视平面上的点和直线,建立交比的N矢量计算公式;在此基础上,研究了纯平移运动汇集点的N矢量计算方法,该公式只需要知道纯平移运动一个空间点在3个时刻t1、t... 利用图像坐标计算交比,就可能出现计算故障或者引起计算精度的下降,采用N矢量表示视平面上的点和直线,建立交比的N矢量计算公式;在此基础上,研究了纯平移运动汇集点的N矢量计算方法,该公式只需要知道纯平移运动一个空间点在3个时刻t1、t2、t3的投影点或者该点的N矢量m、N速度m(t)以及加速度m(t),都可求出动点的汇集点。最后,通过举例分析和实验验证,证明该算法实用、可靠。 展开更多

关键词 计算机应用 汇集点 交比不变性 矢量

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考虑径向畸变的机器人视觉系统的参数标定 被引量：4

17

作者 薛白 段锁林 邹凌 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第11期4407-4411,共5页

针对GRB-400机器人视觉系统,建立完整的摄像机一阶径向畸变模型。用GRB系统的Matrox图像采集卡采集标定点坐标,利用径向排列约束方法 (简称RAC)建立线性方程组求解摄像机的径向畸变参数。基于此畸变参数实现图像校正,以提高对目标物体... 针对GRB-400机器人视觉系统,建立完整的摄像机一阶径向畸变模型。用GRB系统的Matrox图像采集卡采集标定点坐标,利用径向排列约束方法 (简称RAC)建立线性方程组求解摄像机的径向畸变参数。基于此畸变参数实现图像校正,以提高对目标物体的定位精度,从而提高机器人视觉系统对摄像机标定参数变化的鲁棒性。实验结果表明,该方法有较高的标定精度。 展开更多

关键词 摄像机标定 径向畸变 径向约束 交比不变性 定位精度

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摄影测量中大视角比例尺设计 被引量：3

18

作者 仝丽君 燕必希 +2 位作者 董明利 孙鹏 王君 《激光杂志》 北大核心 2018年第2期29-33,共5页

为了实现对大型槽式太阳能发电聚光器曲率及尺寸规格的监控测量,设计了一种新型用于数字近景工业摄影测量中的比例尺,实现了大视角全方位范围内拍摄的比例尺在像面中的准确识别。比例尺由温度系数小的长杆材料制成,其两端固定球心距离... 为了实现对大型槽式太阳能发电聚光器曲率及尺寸规格的监控测量,设计了一种新型用于数字近景工业摄影测量中的比例尺,实现了大视角全方位范围内拍摄的比例尺在像面中的准确识别。比例尺由温度系数小的长杆材料制成,其两端固定球心距离精确标定的回光反射球形标志和同轴圆环编码标志。对摄影测量像面图像处理,首先通过射影变换交比不变性原则确定像面编码标志的定位点,其次通过码值点获得码值,精确识别编码标志。最后利用已识别的编码标志和码值信息,结合射影变换交比不变性原则确定比例尺两端球形回光反射标志,实现比例尺的准确识别。实验结果表明,设计的新型比例尺,在沿着同轴圆环的圆周大视角方向拍摄获得的摄影测量像面图像,可以通过同轴圆环编码标志准确识别比例尺,可用于数字近景工业摄影测量中的比例尺的自动识别。 展开更多

关键词 摄影测量 大视角 比例尺 同轴圆环 交比不变性

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用井字结构光对规则部件进行三维测量 被引量：2

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作者 蔡晨 潘斌 刘振宁 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期107-116,共10页

提出一种利用井字结构光对规则部件进行三维视觉测量的方法.将井字结构光投射到标定板上并采集图像,对其进行图像处理,标定井字结构光测量系统.再将井字结构光投射到规则部件上并采集图像.经图像处理提取光条中心,获得物体三维坐标信息... 提出一种利用井字结构光对规则部件进行三维视觉测量的方法.将井字结构光投射到标定板上并采集图像,对其进行图像处理,标定井字结构光测量系统.再将井字结构光投射到规则部件上并采集图像.经图像处理提取光条中心,获得物体三维坐标信息.实验表明,该测量方法的测量范围为700~1 000 mm时,测量误差小于0.5 mm. 展开更多

关键词 结构光 计算机视觉 三维测量 交比不变性

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Lupaş q-Bézier曲线的离散卷积生成与求值算法 被引量：2

20

作者 耿梦圆 解滨 韩力文 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2023年第1期104-112,共9页

Lupaşq-Bernstein算子是最早提出的有理形式下基于q-整数的q-模拟Bernstein算子。通过Lupaşq-Bernstein基函数的递推关系反向使用金字塔算法,离散卷积生成n次Lupaşq-Bernstein基函数序列。结合离散卷积满足的交换性,针对n次Lupaşq-B... Lupaşq-Bernstein算子是最早提出的有理形式下基于q-整数的q-模拟Bernstein算子。通过Lupaşq-Bernstein基函数的递推关系反向使用金字塔算法,离散卷积生成n次Lupaşq-Bernstein基函数序列。结合离散卷积满足的交换性,针对n次Lupaşq-Bézier曲线推导出其速端曲线及n!种de Casteljau算法。与Bézier曲线de Casteljau算法得到的切点不同,Lupaşq-Bézier曲线的de Casteljau算法得到的曲线上的一点是直线与曲线相交的2个割点之一。针对二次Lupaşq-Bézier曲线,给出了计算左/右割点的充分必要条件,然后通过提出双割点算法,可以同时得到左/右割点。 展开更多

关键词 离散卷积 速端曲线 de Casteljau算法 割点 交比不变性

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