多几何特征约束的单幅图像相机自标定方法_王美珍
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一种多分辨率混合相机系统标定方法多分辨率混合相机系统(MRC)是一种集成多种分辨率相机的成像系统,相机间分辨率不同时,相机位置、姿态不同,相机系统本身的初始参数也不同,对于系统的标定和重建非常困难。
为了解决这个问题,本文提出了一种MRC系统的标定方法,该方法可以有效地处理MRC系统的标定和重建问题。
首先,对于MRC系统,其标定需要考虑多个分辨率下的摄像机矩阵及畸变参数,同时考虑到多个不同分辨率下的相机已经预先分布在不同的位置及姿态下的情况下,这会使MRC系统标定的难度增加。
为了解决这个问题,本文采用了一种基于传统相机标定方法的扩展方法,将不同分辨率下的相机标定整合到同一个标定框架中,以减小标定误差。
其次,在为每个相机提取特征点之后,使用BoW(Bag of Words)技术对每个相机的特征点进行聚类,以形成一个基于视觉词汇的特征描述符,这可以使特征更加稳定,从而有效地减少了不同分辨率下特征点的差异性。
然后,使用单目相机标定基本理论,在使用至少一个公共角点标定多个相机的基础上,将不同尺度下的多个相机同时进行标定,即计算不同分辨率下的相机的内参矩阵和畸变参数,包括单目标定和MRC标定两个步骤。
最后,根据标定结果,使用线性插值的方式计算出不同分辨率下相机之间的关系,以获得多个相机的相对位置和姿态。
同时,采用多帧图像的重建技术对整个系统进行三维重建。
实验结果表明,该方法在多分辨率混合相机系统的标定和重建方面取得了较好的性能,可以为MRC系统的应用领域提供有效的解决方案。
综上所述,针对多分辨率混合相机系统的标定问题,本文提出了一种扩展的标定方法,该方法可以减小标定误差,使特征更加稳定,同时实现多尺度下的相机标定和三维重建,有效地解决了多分辨率混合相机系统的标定和重建问题。
这一标定方法有望在实际应用中推广和应用。
彩色线阵相机空间校正引言彩色线阵相机是一种常见的计算机视觉设备,它使用多个单色相机组成的线阵来捕捉彩色图像。
然而,由于光学系统和相机构造的复杂性,彩色线阵相机在图像采集过程中往往会出现空间畸变。
为了提高图像质量和准确性,需要对彩色线阵相机进行空间校正。
本文将介绍彩色线阵相机空间校正的基本原理和常用方法。
彩色线阵相机空间校正原理彩色线阵相机空间校正旨在消除光学系统和相机构造引起的空间畸变,以获得准确的图像几何特征和颜色信息。
在进行空间校正之前,需要先了解彩色线阵相机的构成和原理。
彩色线阵相机由红、绿、蓝三个单色相机组成,每个单色相机分别负责捕捉对应颜色通道的图像。
然后,将这三个通道的图像进行合成,得到最终的彩色图像。
空间校正的原理是通过建立几何模型和颜色校正模型来对相机进行校正。
几何模型主要用于校正空间畸变,如镜头畸变和透视畸变。
颜色校正模型主要用于校正颜色偏差和颜色一致性问题。
彩色线阵相机空间校正方法几何校正几何校正是彩色线阵相机空间校正中的重要步骤,它主要包括镜头畸变校正和透视畸变校正。
镜头畸变校正镜头畸变是相机光学系统不完美造成的一种畸变,通常分为径向畸变和切向畸变。
常用的镜头畸变校正方法有以下几种:•畸变模型校正:根据畸变模型对图像进行校正,常用的畸变模型有径向畸变模型和切向畸变模型。
通过对畸变模型参数的估计和调整,可以实现对图像的畸变校正。
•特征点匹配校正:在校正过程中,选择图像上的特征点,并与预先标定好的真实坐标进行匹配。
通过特征点的匹配关系,可以计算出畸变参数并进行校正。
•网格校正:利用网格结构对图像进行校正。
校正前后的图像可以根据网格的形状和变形程度来判断畸变校正的效果。
透视畸变校正透视畸变是由于相机与被拍摄对象之间的透视关系造成的一种畸变。
透视畸变校正可以通过以下方法实现:•透视矫正:通过透视矫正算法对图像进行校正,将透视畸变转化为直接坐标系下的图像。
常用的透视矫正算法有齐次坐标变换和透视投影变换。
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视觉标定方法是一种确定相机参数的过程,通常用于机器视觉和计算机视觉领域。
以下是几种常见的视觉标定方法:
1. 传统相机标定法:这种方法通常使用已知尺寸的标定板作为参照物,通过拍摄多张不同角度和位置的标定板图像,利用图像处理和计算机视觉算法来估计相机的内部参数和外部参数。
常用的算法包括张氏标定法、棋盘格标定法等。
2. 主动视觉标定法:这种方法通过控制相机或标定物的运动,采集多张不同位姿下的图像,并进行参数估计。
常用的算法包括基于多项式的方法、基于变换的方法等。
3. 基于深度学习的标定法:这种方法利用深度学习技术,通过训练大量的图像数据,学习相机参数与图像特征之间的关系,从而实现相机的自动标定。
常用的算法包括卷积神经网络(CNN)、生成对抗网络(GAN)等。
这些视觉标定方法各有优缺点,在实际应用中可以根据需求选择适合的方法。
基于消失点约束的多相机标定方法
张超;杨华民;韩成;杨帆
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2016(0)5
【摘要】针对多摄像机一维标定算法精度低、抗噪性和稳定性差等问题,提出了基于消失点之间互相约束的多摄像机标定方法.为了避免径向畸变对成像造成的影响,利用欧式空间位置约束的几何特性,进行畸变参数的求取.通过靶标特征点约束结合摄像机的射影不变性排除杂点的干扰,再利用空间消失点之间夹角一致性,以及靶标特征点所构成的直线和消失点的反向射线平行性来求解摄像机的参数.当一维靶标任意运动时,存在着无法区分靶标特征点对应的成像点临界问题,采取反推理论数学分析法可事先避免该问题的出现.通过构建多摄像机系统进行标定实验,可以看出该方法具有较高的标定精度,且随着噪声的增加,标定结果具有一定的抗噪性和稳定性;由相对误差值可知,该方法可应用于多摄像机系统.
【总页数】7页(P93-99)
【关键词】机器视觉;摄像机标定;消失点;一维靶标;径向畸变;射影不变性
【作者】张超;杨华民;韩成;杨帆
【作者单位】长春理工大学计算机科学技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.秩1约束下基于圆球的相机标定算法 [J], 贾静;吴成柯
2.附约束条件的立体相机标定方法 [J], 郑顺义;黄荣永;郭宝云;胡堃
3.强约束条件下环绕式相机标定方法 [J], 赵漫丹;刘烨斌;吴高昌;郝向阳
4.一种双正交消隐点的双目相机标定方法 [J], 赵亚凤;胡峻峰
5.基于消失点和方向约束的多场景下车道线检测 [J], 李春海; 赵波
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鱼眼镜头自标定和畸变校正的实现郑亮;陶乾【摘要】鱼眼镜头视角大,但由鱼眼镜头组成的鱼眼摄像机拍摄的图片具有严重的畸变,不利于人眼观察和机器识别.为此,基于已有的九点非迭代优化算法,提出一种改进算法以完成鱼眼自标定和自动校正,包括将最稳定极限区域与尺度不变特征变换算法结合以自动获取一对鱼眼图像的特征匹配点.利用核密度估计方法代替随机抽样一致性算法,实现鱼眼自标定,选择最优参数代入畸变模型中进行鱼眼图像畸变校正.在事先不知道场景信息和摄像机镜头参数的前提下,通过输入两幅有重合区域的图片自动匹配其特征点,从而获取鱼眼图像的校正.标定及校正结果表明,与原算法需要人为选择匹配点不同,提出的算法可自动获取特征匹配点,校正结果精确,为自动匹配并获取鱼眼图像的校正提供了可能.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2016(042)009【总页数】5页(P252-256)【关键词】鱼眼镜头;鱼眼图像;核密度估计;自标定;畸变校正【作者】郑亮;陶乾【作者单位】中山大学信息科学与技术学院,广州510006;中国电信综合平台开发运营中心,广州510000;中山大学信息科学与技术学院,广州510006;中国科学院深圳先进技术研究院,广东深圳518055;广东第二师范学院计算机科学系,广州510303【正文语种】中文【中图分类】TP391.41中文引用格式:郑亮,陶乾.鱼眼镜头自标定和畸变校正的实现[J].计算机工程,2016,42(9):252-256.英文引用格式: Zheng Liang,Tao Qian.Implementation of Self-calibration and Distortion Correction for Fish Eye Lens[J].ComputerEngineering,2016,42(9):252-256.鱼眼镜头是一种超广角镜头,其前镜片呈抛物状向前凸出,形似鱼眼,故称之为鱼眼镜头[1]。
相机内外参标定相机内外参标定是计算机视觉和机器人学等领域中的一个重要问题,其主要目的是确定相机在空间中的位置和方向,以便进行精确的三维重构、位姿估计、目标跟踪等任务。
相机内参是指相机自身的内部参数,如焦距、主点位置、畸变参数等,而相机外参则是指相机在空间中的位置和方向,通常用欧拉角或四元数表示。
下面介绍一些常用的相机内外参标定方法:1.Zhang标定法Zhang标定法是最常见的相机标定方法之一。
它通过多张棋盘格图像来计算相机内参和外参,具体步骤如下:(1)拍摄多张棋盘格图像,保证棋盘格位于不同的位置和角度;(2)提取棋盘格角点,根据角点坐标和真实世界坐标系的对应关系,计算相机内参;(3)利用相机内参和角点坐标的对应关系,计算相机外参。
2.DLT算法DLT算法(Direct Linear Transformation)也是常用的相机标定方法之一。
DLT算法通过利用一些已知的空间点和它们在图像中的对应点,计算出相机内参和外参。
具体步骤如下:(1)选取一些已知的空间点,记录它们在图像中的对应点坐标;(2)利用这些已知的空间点和对应点坐标,计算出相机的投影矩阵;(3)将投影矩阵分解为相机内参和外参。
3.光束法平差光束法平差是一种基于最小二乘法的相机标定方法。
它利用多张图像中的共同点,通过最小化误差平方和来计算相机内参和外参。
具体步骤如下:(1)对每张图像中的共同点,计算出它们在世界坐标系中的真实位置;(2)对每张图像中的共同点,计算出它们在相机坐标系中的投影位置;(3)通过最小化投影位置与真实位置之间的误差平方和,计算出相机内参和外参。
以上是常用的相机内外参标定方法,其中Zhang标定法和DLT算法比较简单易实现,适用于多种不同类型的相机,而光束法平差则更加精确和稳定,适用于高精度、高要求的任务。