南开大学机器人与信息自动化研究所, 天津市智能机器人技术重点实验室, 天津 300071
针对摄像机内参数的自标定问题，提出一种对中心折反射摄像机与针孔摄像机均适用的统一纯旋转自标定方法。应用统一球形成像模型对该两类摄像机进行描述；证明当摄像机坐标系做纯旋转运动时，空间静止点对应的球面投影点之间的距离保持不变；根据该性质构造具有统一形式的内参数约束方程组；提出最优化目标函数并利用数值优化算法进行求解。相比现有的自标定方法，该方法对上述两类摄像机均适用，而且无需进行复杂的矩阵数值运算。仿真与实验结果表明，该方法对图像噪声与微小平移具有较好的稳健性，并且具有操作简单以及标定精度高等优点。
机器视觉 针孔摄像机 中心折反射摄像机 内参数 自标定 纯旋转运动 光学学报
2013, 33(11): 1115003
1 南京航空航天大学航空宇航学院, 江苏 南京 210016
2 东南大学工程力学系, 江苏 南京 210096
基于三维位移测量手段在工程技术领域的必要性和重要性,开展了基于单摄像机和数字图像相关的三维位移测试方法研究。基于图像位移场矢量中心和斜率与面内和离面位移的分别对应关系,采用Savitzky-Golay (SG)微分滤波器分离图像位移子区内的常数项与一次项,可实现物体三维位移分量的有效分离。以针孔摄像机成像模型为基础,开展了相应的数值模拟实验及悬臂梁端部受载的实验,发展了与三维线性变形对应的散斑图模拟方法,验证了基于二阶位移模式的牛顿-拉夫森迭代法的精度和适用性。数值模拟与实验结果均验证了三维位移测试方法用于实现物体三维位移重构的可行性和优越性。
光学测量 针孔摄像机成像模型 数字图像相关 二阶位移模式 牛顿-拉夫森迭代法
1 南京航空航天大学航空宇航学院, 江苏 南京 210016
2 东南大学工程力学系, 江苏 南京 210096
3 新加坡国立大学机械系, 新加坡 119260
基于三维位移测量在工程技术领域的必要性和重要性,开展了单摄像机和数字图像相关相结合的三维刚体位移测试方法的研究。基于图像位移场矢量中心和斜率与面内和离面位移的分别对应关系,采用最小二乘拟合法分离图像位移场的常量项与一次项,据此,可实现物体三维位移分量的有效分离。以针孔摄像机成像模型为基础,开展了数值模拟及硅片平移实验,发展了与三维刚体位移对应的散斑图模拟方法,验证了基于仿射变换的相关迭代法的精度和适用性。数值模拟与实验结果验证了数字图像相关方法用于实现物体三维刚体位移重构的可行性和优越性,最大测量误差为5%。
光学计量 针孔摄像机成像模型 数字图像相关 基于仿射变换的相关迭代法 三维刚体位移重构 散斑图模拟
