上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201620
传统基于圆阵列标靶的相机标定方法通常把椭圆中心作为控制点坐标，忽略了透视投影造成的畸变，给相机标定引入了系统性误差。针对此，提出了一种基于透视畸变矫正的高精度相机标定方法。首先，利用椭圆中心进行相机粗标定；其次，用粗标定参数求相机纯旋转对应的射影变换，直接对椭圆参数进行变换，求取真实的圆心投影；最后，用真实的圆心投影进行相机精标定。仿真和实验结果证明，所提方法有效降低了相机标定的重投影误差与参数标准差，能满足工业视觉测量对相机标定的简便、高精度的要求。
相机标定 透视畸变 圆阵列标靶 射影变换 激光与光电子学进展
2023, 60(16): 1615004
南昌航空大学 信息工程学院，江西 南昌 330063
现有方法常将相机从下至上拍摄标记物图像，当桨叶扭转幅度较大时，相机主光轴与标记物平面法向量存在明显夹角，导致拍摄图像存在透视畸变现象，从而引发较大测量误差。为解决上述问题，提出一种基于透视变换的直升机桨根扭转角测量方法。首先，将靶标垂直固定在桨叶下方，相机正对桨毂拍摄图像。其次，计算桨叶在低速拉平状态下待测方位与正方位靶标图像中的四个顶点坐标，并求解待测方位的透视变换矩阵，然后利用透视变换矩阵对桨叶高速运动状态下待测方位拍摄的畸变图像进行校正。最后，求得基准图像与校正后图像中的圆心坐标，进而计算出待测方位扭转角。实验结果表明，各方位测量误差均小于0.2°。该方法不但测量精度高，而且具有多方位动态测量的优点，在直升机旋翼桨叶运动参数测量领域具有良好的应用前景。
扭转角 透视畸变 透视变换 多方位 torsion angle perspective distortion perspective transformation multiple azimuth
西安交通大学 机械工程学院 新能源装备与质量工程研究所，西安 710072
针对粗粒反光表面在一般光源照明条件下产生的局部反光问题，提出一种基于随机散斑投影的图像采集方法。以主动投影照明的方式在工件表面形成系列随机散斑图案，利用组图冗余信息抑制反光，生成光强均匀且高信噪比的融合图像。给出了随机散斑图畸变矫正方法，实现高效的密度均匀散斑投影。实验结果表明，所提方法很好地抑制了工件表面局部反光问题，显著提升了图像对比度与清晰度，为后续图像检测算法设计打下良好基础。
散斑投影 图像采集 粗粒反光 透视畸变 图像融合 Speckle projection Image acquisition Coarse-grained reflection Perspective distortion Image fusion
1 长安大学 电子与控制工程学院, 西安 710064
2 陕西省电工电子实验示范教学中心, 西安 710064
针对畸变对成像测量的影响，通过对摄像机畸变模型的分析，提出了一种基于特征平行直线的畸变现场校正方法.该方法分两步，非线性径向畸变的校正和透视畸变的校正.首先，提取图像中包含的多条特征直线，然后通过迭代法将成像后的弯曲直线拉直的方法获得系统非线性径向畸变参量，再用这些参量对非线性径向畸变进行校正，得到去非线性径向畸变的图像.通过对图像中的特征平行直线进行拟合，获得系统的透视畸变参量，并以这些参量反演迭代实现对透视畸变的校正，进而得到去透视畸变的图像.实验和仿真结果表明：该方法通过两步法利用图像中的特征平行直线先验知识能够有效实现对成像中多种畸变的一靶现场校正；对像机径向畸变和透视畸变的校正后相对误差均达到5%以内，适合于工程中基于图像的测量和目标识别中目标无固定位置的复合畸变的现场校正.
成像测量 径向畸变 透视畸变 平行直线拟合 无畸变 误差 现场校正 Measurements based on image Radial distortion Perspective distortion Parallel lines fitting
