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基于柔性平面靶标的摄像机现场标定方法 被引量:9
1
作者 余明浪 魏振忠 孙军华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期347-350,共4页
提出一种摄像机现场柔性平面靶标标定方法.该方法仅需在平面靶标上设置少量空间三维坐标已知特征点.在这些特征点中,任意共线的特征点可以确定一条直线,因此可以确定若干条直线.根据在透视投影变换下,直线和直线的交点均为不变量的性质... 提出一种摄像机现场柔性平面靶标标定方法.该方法仅需在平面靶标上设置少量空间三维坐标已知特征点.在这些特征点中,任意共线的特征点可以确定一条直线,因此可以确定若干条直线.根据在透视投影变换下,直线和直线的交点均为不变量的性质,可获得除已知特征点之外的大量标定特征点用于摄像机标定.基于误差传播理论,对标定点的不确定度进行了详细分析.采用研制的尺寸为100 mm×100 mm,加工精度为0.01 mm的柔性平面靶标,对摄像机进行了现场标定实验,获得了0.032mm的标定精度. 展开更多
关键词 摄像机标定 平面靶标 柔性 不确定度
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基于双平面靶标的多视觉传感器现场全局校准 被引量:8
2
作者 刘震 张广军 魏振忠 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期228-232,共5页
针对现有多视觉传感器全局校准方法多依赖外部辅助设备的问题,提出一种基于双平面靶标的多视觉传感器现场全局校准方法。以其中一个视觉传感器为基础视觉传感器,建立全局坐标系。根据基础视觉传感器与待校准视觉传感器之间的位置关系,... 针对现有多视觉传感器全局校准方法多依赖外部辅助设备的问题,提出一种基于双平面靶标的多视觉传感器现场全局校准方法。以其中一个视觉传感器为基础视觉传感器,建立全局坐标系。根据基础视觉传感器与待校准视觉传感器之间的位置关系,调整固定两个平面靶标之间位置。将双平面靶标无约束移动多次(至少三次),每个视觉传感器可以"看"到对应的平面靶标。以两个平面靶标之间位置关系不变为约束条件,求解待校准视觉传感器坐标系到全局坐标系的转换矩阵,通过非线性优化方法求解转换矩阵在最大似然准则下的最优解。当视觉传感器多于两个时,通过两两视觉传感器校准的方式完成多视觉传感器现场全局校准。试验证明该方法灵活方便,切实可行。 展开更多
关键词 机器视觉 多视觉传感器 平面靶标 全局校准 柔性
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基于平面靶标的多视点云对齐方法 被引量:3
3
作者 孙军华 张广军 魏振忠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1231-1234,共4页
在大型物体三维视觉测量中,多视点云的对齐是其关键技术之一.设计了一种带有多个间距已知的角点作为特征点的平面靶标.靶标置于视觉传感器在2个不同位置测量的公共区域,2次测得特征点三维坐标.用靶标上任意3个非共线特征点的三维坐标建... 在大型物体三维视觉测量中,多视点云的对齐是其关键技术之一.设计了一种带有多个间距已知的角点作为特征点的平面靶标.靶标置于视觉传感器在2个不同位置测量的公共区域,2次测得特征点三维坐标.用靶标上任意3个非共线特征点的三维坐标建立单位正交基,从而求得多视点云坐标系初始变换矩阵.以初始对齐后的对应特征点之间距离平方和建立目标函数,并引入距离控制来增加约束条件,以3点求得的坐标变换矩阵为初值,采用Levenberg-Marquardt优化方法解出最优的坐标变换矩阵.采用双目视觉传感器对一石膏像在2个位置进行了测量,实验结果表明该对齐方法简单可靠,优化后的对齐精度比优化前提高了约31%. 展开更多
关键词 多视点云 对齐 平面靶标 优化
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一种基于平面靶标的圆结构光标定方法 被引量:5
4
作者 王颖 张圆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期174-178,共5页
针对圆结构光视觉检测系统提出了一种基于交比不变原理和平面靶标的圆结构光标定方法。设计了适合于圆结构光标定的同心圆环平面靶标,标定时平面靶标只需在摄像机的视场范围内沿圆结构光光轴方向移动多个位置,获取摄像机坐标系相对于不... 针对圆结构光视觉检测系统提出了一种基于交比不变原理和平面靶标的圆结构光标定方法。设计了适合于圆结构光标定的同心圆环平面靶标,标定时平面靶标只需在摄像机的视场范围内沿圆结构光光轴方向移动多个位置,获取摄像机坐标系相对于不同靶标平面位置的标定参数,选取任一平面位置建立全局坐标系,以摄像机坐标系为基准,将不同位置平面靶标的坐标转换到全局坐标系下,构建圆结构光空间标定点,实现圆结构光视觉检测系统的标定。实验结果表明此标定方法简便可靠,精度较高,降低了标定成本。 展开更多
关键词 圆结构光 标定 平面靶标 交比不变
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圆阵列平面靶标特征点的自动标记 被引量:1
5
作者 张胜男 苑玮琦 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第5期169-172,共4页
特征点标记是实现摄像机标定的一个关键环节。针对无特殊标志和结构要求的一般圆阵列靶标,提出了一种快速的特征点标记方法。该方法利用靶标投影图像中的椭圆阵列的三个特殊特征点建立靶标坐标系,确定靶标方向,进而依据图像坐标系与靶... 特征点标记是实现摄像机标定的一个关键环节。针对无特殊标志和结构要求的一般圆阵列靶标,提出了一种快速的特征点标记方法。该方法利用靶标投影图像中的椭圆阵列的三个特殊特征点建立靶标坐标系,确定靶标方向,进而依据图像坐标系与靶标坐标系之间的映射关系实现对特征点的拓扑定位和标记。实验结果表明,该方法定位准确、稳定可靠,且实现简单,具有较强的通用性和很高的效率。 展开更多
关键词 平面靶标 圆阵列 自动标记 视觉检测
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基于平面靶标的线性摄像机标定 被引量:2
6
作者 袁理 《科技创新导报》 2010年第7期232-232,共1页
本文提出一种新的摄像机标定方法。它首先单独标定了主点和纵横比,再利用径向平行约束条件和正交矩阵的性质来求解大部分参数,最后建立线性方程组求解剩下的参数。
关键词 摄像机标定 平面靶标 线性
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基于单一平面靶标的非共面点阵列建立方法
7
作者 张效栋 孙长库 《科学技术与工程》 2008年第8期1984-1988,共5页
开发了一种非共面点阵列的建立方法。该方法仅需一个平面靶标,利用映射矩阵求解各平面的位置参数,摆脱了现有方法对精密定位装置的依赖。为了正确确定平面靶标特征点的拓扑位置,设计了新型平面靶标,借助特殊设计和共线不变性规则实现靶... 开发了一种非共面点阵列的建立方法。该方法仅需一个平面靶标,利用映射矩阵求解各平面的位置参数,摆脱了现有方法对精密定位装置的依赖。为了正确确定平面靶标特征点的拓扑位置,设计了新型平面靶标,借助特殊设计和共线不变性规则实现靶标拓扑定位的自动化。经试验验证,该方法建立的非共面点阵列具有较高精度,可以应用于视觉测量系统。 展开更多
关键词 平面靶标 非共面点 视觉测量 拓扑定位 标定
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基于投影二维平面靶标的投影仪现场标定方法研究 被引量:5
8
作者 费建锋 毕德学 +2 位作者 王永强 许增朴 于德敏 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第4期34-36,39,共4页
投影仪的标定是结构光三维视觉测量系统应用的基础。提出了一种利用投影二维平面靶标对投影仪进行现场标定的新方法。与传统的投影仪标定相比,该方法不需要精密的标定设备,提高了标定精度,简化了标定过程,能够满足现场不断变换的要求。... 投影仪的标定是结构光三维视觉测量系统应用的基础。提出了一种利用投影二维平面靶标对投影仪进行现场标定的新方法。与传统的投影仪标定相比,该方法不需要精密的标定设备,提高了标定精度,简化了标定过程,能够满足现场不断变换的要求。实验证明:该标定方法获得的结果较准确,方法简便易行,能够满足现场不断变化的测量需求。 展开更多
关键词 投影二维平面靶标 投影仪 标定
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基于平面靶标的摄像机标定技术 被引量:3
9
作者 刘艳 王庆林 李原 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2013年第9期1-4,共4页
对以平面靶标为参照物的摄像机标定技术的主要研究成果作了综述。首先把现有平面靶标和以这些靶标为参照物的标定技术作了分类及简要介绍,然后分析了基于平面靶标的摄像机标定技术中存在的问题及已有的解决办法,最后探讨了基于平面靶标... 对以平面靶标为参照物的摄像机标定技术的主要研究成果作了综述。首先把现有平面靶标和以这些靶标为参照物的标定技术作了分类及简要介绍,然后分析了基于平面靶标的摄像机标定技术中存在的问题及已有的解决办法,最后探讨了基于平面靶标的摄像机标定技术的研究方向。 展开更多
关键词 摄像机标定 平面靶标 综述
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基于平面靶标的三维测量数据拼接方法 被引量:1
10
作者 韩伟峰 王华 +2 位作者 何航 张爽 高金刚 《长春工程学院学报(自然科学版)》 2019年第1期29-32,共4页
为实现列车转向架的大尺寸参数测量,提出了一种基于大尺寸标定板的数据拼接方法。首先,将被测工件分割成若干子区域;接着,通过双目视觉测量系统分别获取每个子区域的测量数据,将平面靶标放在共同视野下,每个子区域采集靶标上的3个及多... 为实现列车转向架的大尺寸参数测量,提出了一种基于大尺寸标定板的数据拼接方法。首先,将被测工件分割成若干子区域;接着,通过双目视觉测量系统分别获取每个子区域的测量数据,将平面靶标放在共同视野下,每个子区域采集靶标上的3个及多个非共线的标记点;然后,通过运算获取各区域间的坐标关系,选取其中一个摄像机坐标系作为世界坐标系,可将其他摄像机获取的数据统一至世界坐标系中,实现数据的拼接。最后,通过求解标定板上圆心间距,验证算法精度。实验结果表明:本方法简单易行,精度较高。 展开更多
关键词 数据拼接 坐标转换 平面靶标
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钢轨廓形测量系统平面靶标标定方法研究 被引量:6
11
作者 王昊 回丙伟 +2 位作者 王胜春 王琰 王卫东 《铁道建筑》 北大核心 2018年第9期114-117,共4页
采用基于激光线结构光的平面靶标几何标定方法设计钢轨廓形测量试验。摄像机分别拍摄多个不同位置的平面标定靶,并在激光器打开和关闭状态下获取2幅靶标图像,基于2幅图像中激光线与靶标虚拟线之间的交点,确定激光平面的位置,获得激光器... 采用基于激光线结构光的平面靶标几何标定方法设计钢轨廓形测量试验。摄像机分别拍摄多个不同位置的平面标定靶,并在激光器打开和关闭状态下获取2幅靶标图像,基于2幅图像中激光线与靶标虚拟线之间的交点,确定激光平面的位置,获得激光器与摄像机之间的矩阵关系。将平面靶标标定结果与钉柱法标定结果进行试验比对,结果表明,平面靶标标定方法测量精度高,标定体制作简单,具有良好的实用性,为钢轨廓形测量研究提供了试验基础。 展开更多
关键词 轨道检测 试验研究 平面靶标标定 钢轨廓形测量 结构光
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基于平面靶标的线结构光视觉传感器机器人手眼标定方法 被引量:1
12
作者 吴庆华 邱捷锋 +2 位作者 黎志昂 刘嘉程 王彪 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第10期332-339,共8页
为确定线结构光视觉传感器与工业机器人法兰中心的位姿关系,设计了一种只有单个圆的平面靶标及标定方法。调整机器人姿态,使激光线经过平面靶标上实心圆的圆心,通过图像处理,得到圆心的像素坐标,转换后得到圆心在传感器坐标系下的坐标;... 为确定线结构光视觉传感器与工业机器人法兰中心的位姿关系,设计了一种只有单个圆的平面靶标及标定方法。调整机器人姿态,使激光线经过平面靶标上实心圆的圆心,通过图像处理,得到圆心的像素坐标,转换后得到圆心在传感器坐标系下的坐标;多次调整姿态,获取多组图像,得到多组传感器坐标系下圆心坐标;结合对应机器人位姿关系,采用最小二乘法直接解算出手眼矩阵。实验结果表明,所提方法与采用标准球为靶标的手眼标定方法对比,反求得到的三维坐标的标准差由0.3893 mm降为0.2145 mm,以同一目标的不同间距为测量对象,均方根误差均有效减小。该方法提高了标定精度,不需要采用昂贵的靶标,适合于现场标定。 展开更多
关键词 机器视觉 线激光 平面靶标 手眼标定 机器人标定
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基于平面基线靶标的视觉测量数据拼接方法 被引量:8
13
作者 孙军华 张广军 +1 位作者 魏振忠 周富强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期192-195,共4页
针对视觉测量中三维数据的拼接问题,提出一种基于平面基线靶标的数据拼接方法。该方法利用平面基线靶标提供特征点,建立视觉传感器在相邻位置坐标系旋转矩阵和平移矢量各参数的优化目标函数,通过Levenberg—Marquardt优化算法求解出旋... 针对视觉测量中三维数据的拼接问题,提出一种基于平面基线靶标的数据拼接方法。该方法利用平面基线靶标提供特征点,建立视觉传感器在相邻位置坐标系旋转矩阵和平移矢量各参数的优化目标函数,通过Levenberg—Marquardt优化算法求解出旋转矩阵和带有未知系数平移矢量。在此基础上,利用平面靶标上的基线长度确定平移矢量系数,从而求得数据拼接矩阵。利用平面靶标上100个点进行拼接试验,计算出x、y和z坐标拼接RMS误差分别为0.038 mm、0.022 mm和0.135 mm。结果表明该方法柔性好,适用范围广。 展开更多
关键词 三维数据拼接 视觉测量 平面靶标 基线长度
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任意位姿平面靶标实现立体视觉传感器标定 被引量:12
14
作者 吴斌 薛婷 +1 位作者 邾继贵 叶声华 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1293-1296,共4页
提出一种基于任意位姿平面靶标的立体视觉传感器标定新方法。利用平面标定参照物,并允许其在测量空间内自由移动,结合镜头畸变的摄像机标定数学模型,实现传感器中摄像机标定;在立体视觉传感器三维测量模型基础上,引入特征点约束优化传... 提出一种基于任意位姿平面靶标的立体视觉传感器标定新方法。利用平面标定参照物,并允许其在测量空间内自由移动,结合镜头畸变的摄像机标定数学模型,实现传感器中摄像机标定;在立体视觉传感器三维测量模型基础上,引入特征点约束优化传感器结构参数,同时实现了传感器现场标定。该方法降低了标定设备的成本,灵活方便,切实可行。实验结果表明,该方法标定精度高,已标定传感器测量空间距离的相对误差优于0.3%。 展开更多
关键词 立体视觉传感器标定 平面靶标 任意位姿 特征点约束
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平面标定靶标标记点的圆心提取 被引量:16
15
作者 解则晓 王晓敏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期440-449,共10页
基于圆形标记点的平面靶标被广泛应用于摄像机标定与视觉测量中。针对该平面靶标,为得到圆形标记点在像面上的圆心投影,提高摄像机的标定精度,本文提出了一种基于对偶二次曲线几何特性的圆心提取算法。该算法的核心是平面内一个标记点A... 基于圆形标记点的平面靶标被广泛应用于摄像机标定与视觉测量中。针对该平面靶标,为得到圆形标记点在像面上的圆心投影,提高摄像机的标定精度,本文提出了一种基于对偶二次曲线几何特性的圆心提取算法。该算法的核心是平面内一个标记点A像面投影二次曲线对应的对偶矩阵CA*,相对于平面内另外一个标记点B的对偶矩阵CB*的一个广义特征向量,穿过这两个标记点的圆心投影。因此,在获取标记点亚像素级边缘点,拟合椭圆得到椭圆二次曲线方程后,通过任意两个标记点的对偶矩阵,均可得到一条穿过这两个圆心投影的向量。经过同一个圆心投影的多个向量叉乘标准化后的结果就是该标记点的圆心投影。为测试本文方法提取圆心像点的精度,本文在像面与靶标平面夹角40°的姿态下,对直径为90mm的超大标记点提取圆心投影,圆心投影误差为0.1~1pixel。并以此方法得到的圆心投影对手持式扫描仪进行摄像机标定,进而对已知坐标的平面靶标及3D工件上的标记点进行扫描,最大误差不超过0.2mm。通过实验证明了本文提取的圆心投影比采用椭圆圆心的精度高,而且提高了摄像机的标定精度。 展开更多
关键词 平面靶标 圆形标记点 对偶二次曲线 摄像机标定 圆心投影误差
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基于自由状态平面靶标校准的激光扫描测头研究
16
作者 陈酉玫 张磊 汤家俊 《航空精密制造技术》 2014年第3期17-20,38,共5页
研究了三维激光扫描测头的数学模型,构建一种面向现场的三坐标视觉测量系统。其标定方法基于平面自由移动靶标,设计了基于二次曲面拟合的空间几何参数测量方法。实验结果表明在测量范围为900mm×600mm×600mm的情况下,测量误差... 研究了三维激光扫描测头的数学模型,构建一种面向现场的三坐标视觉测量系统。其标定方法基于平面自由移动靶标,设计了基于二次曲面拟合的空间几何参数测量方法。实验结果表明在测量范围为900mm×600mm×600mm的情况下,测量误差范围小于0.3%。 展开更多
关键词 平面靶标 激光扫描测头 三坐标测量 模具制造
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基于平面靶标的相机内部参数标定精度分析 被引量:3
17
作者 徐潺 黄东兆 +1 位作者 杨天龙 赵前程 《湖南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第1期41-46,共6页
相机内部参数标定是实现机器视觉测量的必要环节.目前常用的标定方法有Tsai两步法、DLT方法以及基于平面标靶的张正友法等.张正友法简单易行,因而得到广泛应用,标定精度取决于平面靶标的制作精度、图像特征点坐标的提取精度、镜头畸变... 相机内部参数标定是实现机器视觉测量的必要环节.目前常用的标定方法有Tsai两步法、DLT方法以及基于平面标靶的张正友法等.张正友法简单易行,因而得到广泛应用,标定精度取决于平面靶标的制作精度、图像特征点坐标的提取精度、镜头畸变、靶标摆放数目以及位姿分布等.对张正友标定方法的精度进行探讨,分析各影响因素对标定精度的影响,提出基于均匀设计的思想进行靶标位姿分布的设计思想.仿真和实际测试证明,采用均匀设计的靶标布局明显提高相机内部参数标定精度. 展开更多
关键词 相机标定 均匀设计 平面靶标 镜头畸变
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平面靶标测头中心的两步法标定 被引量:4
18
作者 郑兴纯 赵敏 冯少华 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第1期309-315,共7页
针对手持靶标视觉坐标测量的广泛应用,提出一种平面靶标测头中心现场两步标定的方法。通过两组不同位姿的靶标图像建立靶标坐标系与摄像机坐标系之间的转换关系,利用第一组靶标平行于成像面不同倾角的图像信息,根据位置不变原理建立目... 针对手持靶标视觉坐标测量的广泛应用,提出一种平面靶标测头中心现场两步标定的方法。通过两组不同位姿的靶标图像建立靶标坐标系与摄像机坐标系之间的转换关系,利用第一组靶标平行于成像面不同倾角的图像信息,根据位置不变原理建立目标优化函数,通过Levenberg-Marquardt算法求解出靶标坐标系下测头中心在x、y方向最优化的修正值;再依据第二组靶标相对于摄像机成像面不同倾角的图像信息求解出测头中心在z方向的误差。通过仿真和实验验证了方法的正确性,实验结果表明,测头中心坐标在x、y、z方向的重复性精度分别达到0.077,0.035,0.140mm,有效地解决了手持平面靶标测头中心现场标定的难题。 展开更多
关键词 测量 测头中心标定 平面靶标 坐标修正 Levenberg—Marquardt算法
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基于平面圆靶标的相机标定 被引量:2
19
作者 王华梅 《黄冈师范学院学报》 2010年第3期23-27,共5页
本文采用平面靶标的标定方法研究了平面圆靶标的相机标定。在标定过程中,考虑了透镜的径向畸变,首先对摄像机的内外参数用直接线性变换估算,然后应用Levenberg-Marquardt(L-M)非线性算法对所有参数进行优化。结果显示,相对误差的线性估... 本文采用平面靶标的标定方法研究了平面圆靶标的相机标定。在标定过程中,考虑了透镜的径向畸变,首先对摄像机的内外参数用直接线性变换估算,然后应用Levenberg-Marquardt(L-M)非线性算法对所有参数进行优化。结果显示,相对误差的线性估算结果与L-M算法优化结果相比差别不大。因此,在实际标定中只需选择线性估算即可,其算法简单且能满足精度要求。 展开更多
关键词 摄像机的标定 透镜畸变 平面靶标 线性变换 非线性优化
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基于平面基线靶标的航空摄影测量重定位
20
作者 李博 康亚辉 周博闻 《西安工程大学学报》 CAS 2022年第3期137-142,共6页
传统航空摄影测量数据重定位的误差较大,且算法运行功耗高、耗时长,该文应用平面基线靶标对传统的航空摄影测量重定位的方法进行改进。以9个特征点为框架设计平面基线靶标,结合双目视觉摄像机构建航空摄像测量结构图,基于测量结构图进... 传统航空摄影测量数据重定位的误差较大,且算法运行功耗高、耗时长,该文应用平面基线靶标对传统的航空摄影测量重定位的方法进行改进。以9个特征点为框架设计平面基线靶标,结合双目视觉摄像机构建航空摄像测量结构图,基于测量结构图进行航空摄影测量,通过摄像机以及平面基线靶标移动获取拍摄物体表面所有位置点数据,计算摄像机坐标系和世界坐标系的数据转换矩阵,并采用最小二乘法处理测量误差,实现航空摄影测量数据重定位。实验结果表明,文中方法测量误差低至0.01 mm,运行功耗在65~75 W,平均耗时为8.5 s,低于对比方法。该方法在地质探测中具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 平面基线靶标 航空摄影测量 转换矩阵 重定位 双目视觉 最小二乘法
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