改进张友正标定法在船舶曲面分段测量装备中的应用

在船舶曲面分段测量装备开发中,以视觉检测中的摄像机标定过程作为研究的对象,分析了开源计算机视觉函数库OpenCV中的摄像机模型,使用张正友基于平面模板的方法进行标定,过程中充分考虑了透镜径向畸变和切向畸变因素的影响。文章在标定之前讨论了摄像机结构参数的设置问题,以期更合理地布置摄像机摆放位置。文中给出了详细的标定步骤,并提出基于多项式拟合的摄像机标定方法。该算法充分发挥了OpenCV函数库的功能,提高了标定精度和计算效率,具有良好的跨平台移植性,可以满足船舶曲面分段测量装备视觉测量的需要。     

一种基于LabVIEW的摄像机非线性畸变标定方法

摄像机标定是机器视觉系统成功应用到自动化生产领域的关键环节,也是船舶焊接自动化工程中的关键技术。提出了一种基于LabVIEW的摄像机非线性畸变标定方法,该方法在Tsai两步法和Brown模型的基础上,考虑了工业相机的实际要求,优化了畸变参数并简化了畸变模型。采用德国Basler工业相机及其配套镜头,使相机工作距离为100mm,通过LabVIEW平台和圆点标定板,分别对三种方法的标定精度和校正效果进行实验分析,实验测得数据与理论数据对比结果表明畸变误差的平均值为0.0003 mm,畸变为0.0147%,可以满足基本的工业检测精度要求,同时能将标定结果保存为独立文件,以便快速地标定。较传统方法在精度和灵活性方面有所改进。     

一种简单易行的摄像机标定方法

提出一种适用于电视测量系统中的方便的投影参数求取方法，主要着眼于方法的易用性，并在此基础上设计出了一套用于自动测量船模运动参数的电视测量系统。它首先利用测试卡上的方格线求出摄像机镜头的变形修正系数，然后利用已知的5个地面坐标与图像中的对应点的关系求出摄像机的标定参数。根据上述两步得出的参数，可以通过图像上的任何一个像素点计算出其在地面上的对应坐标值。实验证明，本文提出的方法是有效的，且能够比较方便地解决视觉监控中摄像机标定的问题。     

船舶机舱视觉监测系统畸变图像校正方法

为满足船舶机舱视觉监测系统能够通过摄像机对机舱内的仪表读数进行准确识别,需要对摄像机所采集到的畸变图像进行校正.利用空间直线的成像特性,建立机舱图像的畸变测度目标函数,通过人工蜂群算法优化得到畸变模型参数,进而完成机舱图像的畸变校正.实际实验结果表明:基于人工蜂群算法的畸变校正方法能够对机舱视觉监测系统的畸变图像进行有效校正.     

基于立体视觉的汽车安全车距预警系统研究

文章在对摄像机标定算法及立体视觉算法进行研究分析后,自行设计开发出基于德州仪器公司的TMS320DM642芯片的实时处理硬件系统,在此平台上实现了一种高速公路上的前方车辆检测识别和安全车距测量方案。该系统具有双通道图像采集、实时视频图像处理及视频输出功能,可以实现单帧图像的处理和显示。     

光学在船模运动跟踪中的应用

本文研究光学在船模运动跟踪的应用,首先通过双目摄像机得到正确的船模特征板上的特征点,并获得其空间坐标,由此得到船模在三维空间的六自由度运动。本文主要进行图像采集、摄像机标定和空间特点的计算。最后进行仿真实验,实验结果表明本文算法可行性强。     

基于机器视觉的船体双曲度板测量方法

如今船厂使用的船体双曲度板测量方法大多是传统的样板、样箱测量,这类方法对工人的技术水平要求较高,而且对于自动化加工的发展有不利影响,为了配合三维数控弯板机的自动化成形加工,本文实现了以双目视觉测量为基础的非接触式测量。在基于机器视觉的船体外板测量系统中,首先使用张正友标定法对摄像机进行标定,得到摄像机的内外参数,之后采用极线约束的方式完成了图像的立体匹配工作,根据标定和匹配结果,使用最小二乘法计算得到目标点的三维坐标。最后对数据进行分析,将测量结果与理论数值进行对比。基于机器视觉的船体外板测量系统操作简单,测量误差在允许范围内。     

海巡无人机遥感图像畸变校正方法研究

现有海巡无人机遥感图像畸变校正方法存在畸变校正效果差的问题。为了解决上述问题,提出海巡无人机遥感图像畸变校正方法。根据遥感图像畸变校正需求,构建遥感图像畸变校正框架,以此为基础,通过粗加工确定遥感图像成像方程,以确定的方程为依据,采用多项式法构建遥感图像畸变校正公式,校正遥感图像像素坐标,利用三次卷积算法重采样遥感图像像素值,实现了海巡无人机遥感图像畸变的校正。实验结果显示,与现有海巡无人机遥感图像畸变校正方法相比,提出的海巡无人机遥感图像畸变校正方法极大地提升了畸变校正效果,充分说明提出的海巡无人机遥感图像畸变校正方法具备更好的性能。     

基于VR技术的舰船航行环境快速重构研究

由于点云数据匹配数量不足,导致重构的三维图像与实际图像之间存在较大位置误差。针对上述问题,进行基于VR技术的舰船航行环境快速重构研究。研究以VR技术为依托,利用VR技术中的核心计算机完成4个步骤。首先对前端VR成像设备采集到的二维点云图像进行预处理,包括点云去噪和精简;然后进行摄像机标定,确定摄像机数学模型,从而得出三维空间中物体的几何信息;再以得到的几何信息为基础,进行点云特征点检测与点云匹配;最后利用VR技术中的VTK软件实现自动重构。结果表明,与2种传统重构方法相比,本方法应用后,点云匹配数量更多,重构的三维图像与实际图像之间的位置误差更小,证明了本方法的重构性能。     

椭圆灰度图像的高精度计算机仿真

利用像素阵列式摄像机（例如,CCD摄像机）的成像模型。椭圆几何模型,使用计算机图像仿真技术生成具有亚像素级精度的椭圆图像,理论分析和实验结果表明,所开的高精度计算机仿真椭圆图像算法对检验亚像素椭圆检测算法性能和提高计算机仿真图像的视觉效果具有重要作用。     

相似理论在分节驳结构模型试验中的应用

本文讨论了相似理论在分节驳模型试验中的应用。依据相似理论的基本原理,详细讨论了由模型试验结果去预报实船结构应力的可行性,提出了模型产生畸变的情况下,模型畸变的修正方法——有限元预测系数法。通过计算给出了进行模型畸变修正的δ_p-C_t曲线。     

数字图像处理技术在通航船模试验中的应用

利用数字图像来测定船模运动参数是一种成本低、精度高的方法。该系统利用数字图像技术实现了船模试验在自然光条件下的实时测量、实时数据处理和自动操纵控制。介绍了一套多CCD摄像机的船模自动测控系统，对电视图像变形修正、船模自动识别与跟踪等关键技术进行了详细的讨论。根据船模试验的特点提出了有别与一般目标识别跟踪的方法。     

表面 PIV在潜航体兴波伴流场测量中的应用

介绍潜航体兴波伴流场的表面 PIV测量方法,对表面 PIV的标定,示踪粒子的选择,背景干扰流场的消除方法以及表面 PIV测量精度等问题开展分析讨论。实验表明：运用表面 PIV技术可灵敏地探测到潜航体微弱的 V型兴波伴流场,该兴波伴流场可以用潜航体的‘源-汇’效应解释。本文采用普通 CCD数码摄像机以及普通光源摄取表面粒子图像,与传统的激光 PIV设备相比,不仅经济而且使用方便,测量结果精确可靠,运用表面 PIV技术测量表面微弱流场的精度可达0.01 pixel。     

表面PIV在潜航体兴波伴流场测量中的应用

介绍潜航体兴波伴流场的表面PIV测量方法,对表面PIV的标定,示踪粒子的选择,背景干扰流场的消除方法以及表面PIV测量精度等问题开展分析讨论。实验表明:运用表面PIV技术可灵敏地探测到潜航体微弱的V型兴波伴流场,该兴波伴流场可以用潜航体的‘源-汇’效应解释。本文采用普通CCD数码摄像机以及普通光源摄取表面粒子图像,与传统的激光PIV设备相比,不仅经济而且使用方便,测量结果精确可靠,运用表面PIV技术测量表面微弱流场的精度可达0.01 pixel。     

新型耐辐射摄像机的设计

通过与传统耐辐射摄像机的比较,揭示了基于新型高清晰度CMOS APS图像传感器技术的耐辐射摄像机所具有的优势。新型摄像机采用新型片上集成器件,借鉴传统耐辐射摄像机的优点,在满足现有技术要求的条件下,在清晰度、数字化、小型化方面进行了有益的改进尝试。     

基于PCNN的水下图像滤波算法研究

提出基于PCNN（脉冲耦合神经网络模型）水下图像滤波的脉冲噪声滤波算法,并进行了理论分析与计算机仿真。通过实验验证表明：经该方法滤波的图像无畸变、模糊小,较传统的图像滤波方法有明显的优越性,实验得到了良好的滤波效果。     

传统方法在水下相机标定应用中的研究

针对加装保护壳体的水下相机光路较空气中复杂,传统成像模型及标定在水下是否满足工程要求的问题,在带畸变的小孔成像模型中利用传统方法进行了大气和水下的相机标定,验证了两种情况下标定偏差的存在;利用神经网络方法对水下相机标定进行了对比实验,结果显示传统方法在工程应用中的水下相机标定中仍具有优势。     

船体曲板的双目视觉测量方法

针对船舶制造现场工作环境较为复杂和船体曲板为大尺度板的情况,提出基于结构光辅助扫描的计算机双目视觉测量方法.使用张正友标定法计算摄像机的内部参数和外部参数,在图像中根据颜色空间和形态学处理初步提取激光线,根据基于海森(Hessian)矩阵的Steger算法得到亚像素级的激光中心线,根据极线匹配方法计算激光点坐标并根据二...     

基于视觉传达的舰船遥感图像复原研究

为可靠完成图像退化处理,提升图像视觉质量,提出基于视觉传达的舰船遥感图像复原方法。该方法采用多项式校正方法获取控制点舰船图像坐标和坐标变换结果,依据变换关系校正舰船遥感图像的几何畸变;通过傅里叶变换方法变换校正后图像,将其变换至频率域内,在该域中分析舰船遥感图像退化过程后,采用超复数频域变换模型实现舰船遥感图像复原,获取复原后图像结果。测试结果表明：能够有效完成图像几何畸变校正,校正后图像对应坐标位置精准性显著提升;空间频率结果均在0.92以上;复原后图像的颜色、目标和背景的对比度等均显著提升,满足人眼视觉标准。     

一种激光雷达和红外摄像头联合标定方法

为快速、准确地将激光雷达和摄像头进行联合标定,提出了一种简便的标定方案,通过在起重机吊具上安装3M贴纸用作标定靶,摄像头配合红外补光灯采集标定靶图片,同时激光雷达扫描标定靶的点云数据,在图像中求取标定靶的圆心,并对应在点云数据中求取标定靶的圆心,运用EPn P算法最终获取激光雷达到摄像头的变换关系,从而将点云数据变换到像素坐标,实现点云和图像之间融合。实践表明,该标定方法能够快速、准确地将摄像头和激光雷达进行联合标定。