在单目视觉拼图导航与水下自主机器人的准确定位中,针对单一的单应矩阵代数估计方法和鲁棒估计方法导致估计结果较大的偏差性,研究了利用图像对之间的匹配点估计单应矩阵的原理。分析了测量数据点对可能存在的误匹配及测量误差,会导致测量矩阵的非线性、病态性,从而影响单应矩阵的准确估计。融合几种单应矩阵估计方法,提出了因子归一化鲁棒估计方法对单应矩阵进行估计。利用该方法既能优化测量矩阵,又能剔除误匹配点。实验结果表明,该方法较准确地估计了单应矩阵。
单应矩阵 归一化 因子化 最小平方中值 homography matrix normalized factor least squares value
在未知的环境中，自主水下航行器（AUV）运动未知的情况下，采用单目视觉不能对路标进行完全定位，存在尺度漂移。针对这种情况，研究了融合声纳测距信息的AUV定位方法，建立了AUV的运动模型，路标的初始化模型及相机的测量模型，采用扩展卡尔曼滤波对AUV位置进行估计；为了提高定位算法的实时性，提出了基于预测的特征匹配与误匹配点去除算法，既提高了匹配的效率，又提高了匹配的正确率。实验结果表明，该算法定位较准确，实现了AUV的三维定位。
单目视觉 扩展卡尔曼滤波 实时定位 monocular vision AUV AUV EKF filter realtime location
西安工业大学电子信息工程学院, 西安 710032
在高精度尺寸测量系统中，采用传统短焦距定焦光学方法时径向畸变较大，影响测量精度。为提高测量的精度，根据摄像机针孔成像的线性模型和镜头的非线性模型，建立摄像机定焦镜头的对焦数学模型，提出了采用交比不变的标定方法。研究了物体远近的小范围变化对测量结果准确度的影响，修正了标定的像素当量；分析了镜头的几何投影变换关系，标定了镜头的畸变系数，达到高精度测量目的。实验数据表明，提出的标定算法与结果一致。
相机标定 调焦模型 高精度 交比不变性 camera calibration focusing model high precision cross-ratio invariance
西安工业大学 电子信息工程学院,陕西 西安 710032
针对在零件的高精度尺寸测量中,线阵CCD相机的图像采集与零件运动的同步问题进行研究。对采用伺服电机和运动控制卡的同步方法进行了分析,提出了采用普通异步电机与编码器组合的控制方法;研究了运动控制系统和相机采集线率之间的关系,设计了基于非等步长的同步控制方式。根据线阵相机图像采集的特点,以标准圆形目标作为标定目标,提取了芯片方向和运动方向的直径参数,实现了物像关系和校正插值系数标定;设计了线性插值算法,可以对任意形状的目标成像进行校正。实验结果表明,该方法简单易行,成本低,可以有效地校正线阵CCD由于运动造成的拉伸变形。
成像系统 线阵相机 图像校正 同步控制 插值 激光与光电子学进展
2010, 47(9): 091501
