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基于未知运动一维靶标的双目视觉传感器标定

0前言 双目视觉检测具有非接触、速度快、系统柔性 好、精度较高等优点,广泛应用于三维模型重建、 物体表面轮廓三维信息测量以及物体关键几何参数 测量等领域。典型的双目视觉传感器主要由两台摄 像机组成,以光学三角法为基础,基于立体视差原 理,完成公共视场内的所有特征点的三维测量,如 圆孔中心、角点特征等。单个双目视觉传感器可以 构成一个三维坐标测量系统,完成对小型物体特征 的三维精密测量。由多个双目视觉传感器阵列可以 任意组建一个大型物体空间三维尺寸检测系统,这 种系统柔性好、动态响应快、能满足大量生产“节 拍”短的要求,且整个测量过程高度自动化。目前 这种视觉检测系统可以取代大型三坐标测量机,完 成大型物体空间三维测量,如天津大学研制成功基 于多视觉传感器的轿车白车身尺寸川、无缝钢管直 线度的检测系统I2]。 双目视觉传感器的测量模型参数的标定是双目 视觉传感器能否成功应用的关键,主要包括摄像机 内部参数的标定和传感器结构参数的标...  (本文共5页) 阅读全文>>

《光学仪器》2002年Z1期
光学仪器

基于神经网络的双目视觉传感器建模

1 引 言随着计算机视觉技术的不断发展 ,立体视觉传感器得到了越来越广泛的应用 ,尤其是双目视觉传感器以结构简单、使用方便、速度快、精度高等诸多优点被成功地用于工业检测、物体识别、工件定位、机器人自导引、航天及军事等诸多领域 [1 ]。双目传感的立体视觉系统利用两台不同角度安置的摄像机来模拟人眼的功能 ,获取相对于摄像机的三维空间中物体的几何信息测量进而利用计算机技术实现对三维景物的描述、识别和理解。为了提高双目视觉传感器的测量精度 ,建立其精确的数学模型是很有必要的。已有研究者在这方面进行了有益的探索 ,提出一些双目视觉传感器的建模方法 [2 ,3]。由于影响双目视觉传感器数学模型的因素多 ,例如摄像机光学系统的加工误差、装配误差与摄像机镜头的光学畸变的存在以及使用环境的不同等 ,这些因素既不能用解析式精确地加以描述 ,也无法直接测量。因此 ,若能给出一种能充分逼近双目视传感器数学模型的方法 ,对于提高双目视觉传感器的测量精度...  (本文共5页) 阅读全文>>

《武汉理工大学学报》2005年10期
武汉理工大学学报

双目视觉传感器的自动标定

基于计算机视觉的三维激光扫描测量系统[1]在反求工程等领域得到应用。其核心是由2个CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)摄像机构成的双目视觉传感器。它是利用摄像机采集的二维图像来重构三维物体的几何形状,实现空间测量。确定三维物体空间坐标与摄像机二维图像坐标系之间变化关系的过程称为摄像机的标定。其目的是求解摄像机的外部参数和内部参数。摄像机的外部参数表示相对于世界坐标系的摄像机的坐标的三维位置和方向;内部参数表示摄像机的内部几何和光学特征。摄像机的标定是准确获取景物三维信息必不可少的重要环节。标定精度和可靠程度将直接影响到测量结果的精确程度。1双目视觉传感器的标定方法关于摄像机的标定,许多学者对此进行了研究。综合起来,标定方法主要有以下2种:1)参数标定法假设摄像机坐标与世界坐标存在某种关系(即某一特定模型),该关系可用内部参数与外部参数表述。标定时,通过一些已知物点与像的对应点,推算出这些参数。根据求...  (本文共3页) 阅读全文>>

《光电工程》1980年50期
光电工程

“两步法”求取双目视觉传感器中摄象机位置关系

引言双目视觉传感器结构参数的标定可以直接利用两台摄象机的标定结果计算获得。在实际应用过程中,传感器的组装和摄象机标定可以在实验室条件下完成。在以后的使用阶段摄象机的内部参数是基本保持不变的,但两台摄象机之间的相互位置可能会因不慎磕碰而改变,这样势必会影响测量精度。在重新确定两台摄象机之间的相互位置关系时并不需要重新对摄象机进行标定,仅利用空间点在两台摄象机象面上的坐标即可获得它们之间的相互关系,这一操作过程可称作双目视觉传感器的自标定。双目视觉传感器的自标定同由图象序列求取运动结构的原理是一样的,但根据双目视觉传感器中两摄象机的摆放关系可以获得一些先验知识,因此,双目视觉传感器的自标定较为简单。目前,由图象序列求取运动结构的方法已有很多种,其中以Weng[1]所述方法较为典型。但这些方法必须先求中间变量,然后再对中间变量进行向量计算或奇异值分解才能获得最终结果。为能更加方便地求取双目传感器中两摄象机之间的关系,根据平行线消隐点(...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械工程学报》2011年22期
机械工程学报

镜像式单摄像机双目视觉传感器的结构设计

0前言*传统的双目视觉三维测量利用两台摄像机,从不同角度同时获取被测物体的两幅图像,或由单摄像机在不同时刻从不同角度获取被测物体的两幅图像[1]。但这两种方法都有其相应的缺点,前者需要使用两台摄像机,成本较高,传感器体积较大[2-3]。后者虽使用一台摄像机,但在测量过程中需要不断移动,难以进行实时在线测量。镜像式单摄像机双目视觉三维测量是利用一台摄像机加装一组光学反射镜片,由反射镜片镜像出两个虚拟摄像机,对应于同一被测物体的同名特征,等效于传统的双摄像机双目视觉传感器的功能。单摄像机双目视觉具有如下优点:①由单摄像机虚拟出的两台摄像机完全相同,其焦距、镜头畸变、光学响应、像元大小等参数也完全相同;②避免了传统双目两幅图像的严格同步要求,仅需要获取一幅图像,减少了工作量,提高了效率;③传感器结构得到简化。摄像机与反射镜之间的距离可远远小于双目视觉中两台摄像机之间的实际距离,利于传感器的小型化设计[4]。国内具有代表性的镜像式单摄像...  (本文共6页) 阅读全文>>

《光学精密工程》2009年03期
光学精密工程

大视场双目视觉传感器的现场标定

1引言双目立体视觉是基于视差的,由三角法原理进行三维信息的获取。随着成像器件加工工艺及水平的快速提高,其像元数也迅速提高,使得双目立体视觉技术应用于超大尺寸的检测成为可能。而摄像机标定及双目视觉传感器结构参数在大视场中的标定是立体视觉传感器进行超大尺寸检测的关键。传统的摄像机和双目视觉传感器标定方法往往依赖于精密加工的2D或3D靶标,如R.Tsai[1]提出的基于径向约束的两步法。该类方法能够获得比较高的标定精度,但在标定中要求靶标能够尽可能地覆盖整个视场。然而,在大视场视觉测量应用中,大型高精度2D或3D靶标难于加工与维护;而小型靶标在大视场中进行标定将造成巨大的误差以及视场中精度分布的不均匀,所以,传统的标定方法在大视场测量应用中显然不可行。因此,大视场中摄像机的标定一直是视觉测量领域研究的热点。O.Faugeras[2]等首先提出了自标定方法,这类方法无需靶标,仅利用摄像机内参数之间存在的约束即可完成标定,然而这类方法达到...  (本文共8页) 阅读全文>>