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基于单应矩阵变换的桥梁结构动态响应监测实验平台设计
1
作者 陈仲乾 王德光 +1 位作者 杨明 梁成斌 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第8期105-112,共8页
动态响应分析是评估桥梁在实际运营过程中承受动力荷载效应的关键手段,其精度与稳定性直接关系到监测结果的有效性。然而,现阶段广泛采用的接触式加速度计存在长期运行精度衰减、传感器漂移及周期性校准等问题,难以满足桥梁长期在线监... 动态响应分析是评估桥梁在实际运营过程中承受动力荷载效应的关键手段,其精度与稳定性直接关系到监测结果的有效性。然而,现阶段广泛采用的接触式加速度计存在长期运行精度衰减、传感器漂移及周期性校准等问题,难以满足桥梁长期在线监测的需求。为此,该文提出了一种基于单应矩阵变换的非接触式桥梁结构动态响应测量方法,并设计搭建了集成加速度计与机器视觉技术的桥梁动态响应监测实验平台。利用圆形靶标的几何特性,实现复杂环境下运动靶标特征点的快速提取与精确定位;通过单应矩阵建立像素坐标与物理坐标之间的映射关系,有效补偿相机视角偏差带来的影响;结合傅里叶变换对提取的动态加速度信号进行频域分析,获取桥梁结构的振动特性参数。实验结果表明,该文所提方法在不同测量角度下均表现出良好的稳定性和高精度,与传统加速度计的测量结果高度一致,验证了方法的有效性与可靠性。该文为桥梁结构动态响应监测提供了一种稳定、经济、易部署的方法,为后续桥梁健康状态评估与损伤预警奠定了技术基础。 展开更多
关键词 桥梁 结构健康监测 动态响应测量 单应矩阵变换 实验平台设计
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基于单应轨迹的视频实时稳像算法 被引量：3
2
作者 董晶 杨夏 于起峰 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期99-104,共6页
针对视频稳像中实时任务的需求特点,提出一种基于单应轨迹的视频稳像算法。估计序列图像帧间的单应变换,并将该变换作用于图像窗口的4个角点,从而对每帧图像产生4个短的单应轨迹以代表视频短时间内的运动。利用关联卡尔曼滤波器以一种... 针对视频稳像中实时任务的需求特点,提出一种基于单应轨迹的视频稳像算法。估计序列图像帧间的单应变换,并将该变换作用于图像窗口的4个角点,从而对每帧图像产生4个短的单应轨迹以代表视频短时间内的运动。利用关联卡尔曼滤波器以一种连续方式对不同帧的单应轨迹进行平滑。对图像合成采用包括性和相似约束以提高结果视频的可观性质量。该算法以在线方式工作,消除了缓存输入图像帧导致的延迟,具备不依赖于复杂的3D重建和长距离特征跟踪的优点,并有效避免了单应模型表达视频运动模型的误差积累问题。实验表明该算法能够有效对包含2D和较复杂3D场景的视频进行稳像,并且能够达到实时处理速度。 展开更多
关键词 实时算法 视频稳像 卡尔曼滤波 视频运动分析 单应变换
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双轴倾角传感器离轴倾斜测量的误差校正 被引量：1
3
作者 王森 常颖 +1 位作者 崔尧尧 刘斌 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期178-187,共10页
二维摆动台常由离轴布局的两个一维摆动台组成。双轴倾角传感器用于二维摆动台倾斜测量时,难以避免出现传感器安装误差。同时,离轴布局的摆动台存在二维转轴间的角度耦合,即底层摆动台倾斜会造成上方摆动台的角度测量偏差。首先,对上述... 二维摆动台常由离轴布局的两个一维摆动台组成。双轴倾角传感器用于二维摆动台倾斜测量时,难以避免出现传感器安装误差。同时,离轴布局的摆动台存在二维转轴间的角度耦合,即底层摆动台倾斜会造成上方摆动台的角度测量偏差。首先,对上述二维离轴倾斜系统的角度误差进行了分析和建模,将误差分类为近似线性误差和非线性误差。线性误差包括竖直和水平方向的倾角传感器安装误差。非线性误差则仅由摆动台离轴布局造成。随后,联合线性单应矩阵和非线性离轴倾角模型,提出了针对两类误差的校正方法,并制定了自动校正流程。最后,为了检验所提方法的校正精度,在±12°范围内进行了离轴角度调控实验。实验结果表明,二维摆动台倾斜角度测量精度由校正前的0.559°和-0.216°提高到了0.025°和0.013°,使角度误差减小了一个数量级。此外,为了进一步验证所提方法的有效性,与两种现有方法进行了对比实验。实验结果表明所提方法在校正精度和操作简易性方面均优于其他两种方法,证明了本文误差校正模型具有较高的完备性。 展开更多
关键词 双轴倾角传感器 单应变换 系统标定 非线性误差
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基于摄影测量视觉方法相似模拟试验自动监测研究 被引量：6
4
作者 张春森 景啸宇 +1 位作者 曹建涛 骆希娟 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期200-207,共8页
为解决矿山相似模拟试验过程中测量自动化程度低、计算复杂、精度差等问题,提出了一种基于摄影测量计算机视觉方法,实现矿山相似材料模型自动监测的方法,该方法通过设计编码标志,实现对模型监测点的自动识别。鉴于矿山相似材料模型多为... 为解决矿山相似模拟试验过程中测量自动化程度低、计算复杂、精度差等问题,提出了一种基于摄影测量计算机视觉方法,实现矿山相似材料模型自动监测的方法,该方法通过设计编码标志,实现对模型监测点的自动识别。鉴于矿山相似材料模型多为平面模型的事实,给出通过计算机视觉单应矩阵变换和基于物方的聚类匹配,实现对相似模拟模型自动变形观测,通过某大倾角厚煤层走向长壁综放相似模拟试验,验证了该方法的有效性。结果表明:所给方法除自动化程度高外,测量结果与全站仪所测监测点的平面精度相差0.001 m左右,所测位移场的下沉与水平移动均与实际变形情况一致,满足矿山岩层和地表移动相似模拟试验测量要求。 展开更多
关键词 摄影测量 计算机视觉 相似模拟 编码识别 单应变换
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多视点火源三维定位算法研究
5
作者 段锁林 高仁洲 +2 位作者 刘福 潘礼正 王一凡 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2018年第12期1690-1693,共4页
为了及时对火源定位,提出了一种多视点火源定位算法框架。该框架融合了多个摄像机的单视点火焰检测结果。每个摄像机的检测结果通过单应变换投射到多个虚拟的水平和垂直平面,这些平面将整个监控场景进行了划分,形成了一个三维虚拟网格... 为了及时对火源定位,提出了一种多视点火源定位算法框架。该框架融合了多个摄像机的单视点火焰检测结果。每个摄像机的检测结果通过单应变换投射到多个虚拟的水平和垂直平面,这些平面将整个监控场景进行了划分,形成了一个三维虚拟网格。利用这个网格可以获得火源的空间位置信息。实验结果表明,所提出的多视点火源定位算法能够有效地定位火源,使用两个摄像机就可以得到较高的定位精度,增加摄像机的数量可以进一步提高定位精度。 展开更多
关键词 火焰检测 单应变换 火源定位
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基于数字散斑相关方法的矿山相似模拟位移监测
6
作者 薛喜成 杨艳平 +1 位作者 李识博 杨康 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第9期89-96,共8页
为解决传统采矿相似模拟观测方法存在的自动化程度低、试验前安装过程麻烦、工作量大、精度低等缺点,提出一种适用于采矿相似模拟模型的数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM),实现对相似模拟模型位移场的自动监... 为解决传统采矿相似模拟观测方法存在的自动化程度低、试验前安装过程麻烦、工作量大、精度低等缺点,提出一种适用于采矿相似模拟模型的数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM),实现对相似模拟模型位移场的自动监测。该方法考虑模型沉陷位移规律,将有限元思想应用于模型位移监测,并根据位移特点将模型表面进行分区处理,设计搜索区域以及改进有限元方法以求取位移初值。在此基础上,根据位移矢量大小选用不同的搜索方法,得到整像素级位移精确值,接着使用灰度插值法求取亚像素级位移精确值。最后通过单应变换将不同时期的监测点像素坐标映射到物方平面得到监测点物方位移。试验结果表明:利用该方法所测监测点的像方分辨率为0.01像素,物方分辨率高于0.001 m,所得位移场的竖直与水平位移与实际情况一致,可以满足矿山岩层相似模拟试验的要求。 展开更多
关键词 数字散斑相关方法 矿山相似模拟 有限元插值 单应变换
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交通路口监控视频跨视域多目标跟踪的可视化 被引量：28
7
作者 刘彩虹 张磊 黄华 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期221-235,共15页
跨视域大场景的多目标跟踪与展示是智能监控的基本需求之一.该文设计了一种基于视域拼接的跨视域多目标跟踪的可视化算法,借助于视频场景中几何信息实现视域拼接,从而实现将交通路口不同视角监控视频中的跟踪目标在统一的视场下展示.算... 跨视域大场景的多目标跟踪与展示是智能监控的基本需求之一.该文设计了一种基于视域拼接的跨视域多目标跟踪的可视化算法,借助于视频场景中几何信息实现视域拼接,从而实现将交通路口不同视角监控视频中的跟踪目标在统一的视场下展示.算法主要包含四个步骤:视域背景拼接、目标检测、跨视域多目标跟踪以及可视化显示.其中,视域背景拼接步骤利用交通场景背景图像几何信息辅助的半交互方式确定特征点对,计算不同视角到参考视域平面的单应变换矩阵,并利用SPHP算法保形后对所有配准图像线性融合以完成背景拼接;目标检测步骤利用ViBe背景建模算法分离目标,并进行阴影消除以提高检测准确性;跨视域多目标跟踪则结合各个视角到拼接视域平面的映射关系获得目标的定位信息,采用Kalman滤波和最小均方的轨迹匹配实现跨视域多目标的一致性跟踪;最后可视化显示步骤则在拼接的视域背景上对跟踪目标进行动态可视化展示.实验结果表明,该算法能够在统一视场下展现多个视域的监控场景信息,更方便于交通路口的监控. 展开更多
关键词 跨视角 多目标跟踪 单应变换 ViBe KALMAN滤波 轨迹匹配
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基于平面运动约束的摄像机自标定方法 被引量：9
8
作者 吴文欢 朱虹 吴向荣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期248-256,共9页
当摄像机在某个平面作平面运动,即平移平行于该平面而旋转平行于该平面的法线,那么该平面的圆环点的像即为由该平面诱导的图像单应变换的复特征向量。根据所推导出的此结论,提出了一种基于平面运动约束的线性自标定算法。该算法只需摄... 当摄像机在某个平面作平面运动,即平移平行于该平面而旋转平行于该平面的法线,那么该平面的圆环点的像即为由该平面诱导的图像单应变换的复特征向量。根据所推导出的此结论,提出了一种基于平面运动约束的线性自标定算法。该算法只需摄像机在某个平面上作两次以上姿态不同的平面运动,每次平面运动前后采集该平面的两幅图像,计算它们的单应变换并对其进行特征值分解,所得到的复特征向量即为一对复共轭圆环点的像。通过不同平面运动得到的圆环点的像就能拟合出绝对二次曲线的像,最后通过Cholesky分解绝对二次曲线的像并能计算出摄像机内参数。模拟图像实验和实拍图像实验表明,本文所提出的自标定算法具有较高的精度和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 摄像机内参数 平面运动 单应变换 圆环点 绝对二次曲线的像
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一种单幅前视图的人脸识别算法 被引量：1
9
作者 毛雯 朱虹 张岩 《西安理工大学学报》 北大核心 2017年第2期127-131,共5页
本文针对依据单幅正视人脸照片在监控视频中进行目标人物识别的问题,提出了一种通过单应变换获得空间多姿态的虚拟人脸的方法,对得到的人脸提取Gabor特征,并采用主成分分析法(PCA)降维之后,通过支持向量机(SVM)对其训练分类器,最后,采... 本文针对依据单幅正视人脸照片在监控视频中进行目标人物识别的问题,提出了一种通过单应变换获得空间多姿态的虚拟人脸的方法,对得到的人脸提取Gabor特征,并采用主成分分析法(PCA)降维之后,通过支持向量机(SVM)对其训练分类器,最后,采用半监督学习的SVM进行人脸识别。该方法在全国研究生智慧城市视频挑战赛的数据集上得到测试并验证了其有效性。 展开更多
关键词 单幅正视图像 人脸识别 单应变换 GABOR特征 SVM
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基于运动路径全曲率的视频稳定质量评价
10
作者 郑清卓 张磊 黄华 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2524-2535,共12页
现有的无参考视频稳定质量评价算法存在对剧烈的抖动敏感或与主观评价结果一致性不高等问题.针对这些问题,提出了一种直接度量视频运动路径平滑程度的无参考视频稳定评价算法.首先检测相邻两帧图像的特征点,计算相邻帧间单应变换;然后... 现有的无参考视频稳定质量评价算法存在对剧烈的抖动敏感或与主观评价结果一致性不高等问题.针对这些问题,提出了一种直接度量视频运动路径平滑程度的无参考视频稳定评价算法.首先检测相邻两帧图像的特征点,计算相邻帧间单应变换;然后将单应变换映射到李群空间形成运动路径;最后借助离散测地逼近方法计算运动路径全曲率,以此衡量运动路径平滑程度,进而评价视频稳定程度.为了验证评价的有效性,根据已公开的数据集构建了150段抖动视频及其稳定处理后的视频组成的数据集进行测试.实验结果表明,该文算法获得的视频稳定评价结果与人眼主观评价结果的相关性达到97%,相比于帧间保真度、频域分析等现有评价算法提高20%以上.与全参考视频稳定质量评价算法的一致性对比结果进一步验证了该文算法的有效性. 展开更多
关键词 视频稳定质量评价 全曲率 单应变换 运动路径 李群 视觉运动感知
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