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| 1 | 面向大视场视觉测量的摄像机标定技术显示文摘提出了一种面向大视场高精度视觉测量的摄像机标定新方法,该方法采用亮度自适应的单个红外发光二极管(IR-LED)作为目标靶点,将该靶点固定在三坐标测量机的测头上,并依次精确移动至预先设定的空间位置,每次靶点到达设定的空间位置时,摄像机对靶点进行图像采集。利用三坐标测量机的精确位移,在三维空间构成一个虚拟立体靶标。针对虚拟立体靶标在大视场摄像机标定中只能覆盖一小部分标定空间的问题,通过自由移动摄像机在多个方位对虚拟立体靶标进行拍摄,使得多个虚拟立体靶标分布于整个标定空间。摄像机在每个方位对虚拟立体靶标的拍摄都标定出一组摄像机的内、外参数,然后以摄像机内参数和摄像机在各个方位下拍摄的虚拟立体靶标在摄像机坐标系下的位置及姿态参数为优化变量,建立以所有三维靶点位置重投影误差平方和为最小的目标函数,采用非线性优化方法求解摄像机标定参数的最优解。该方法较好地解决了大视场视觉测量中大尺寸靶标加工困难、摄像机标定精度难以保证的问题。仿真和实际标定实验均证明此方法可以有效提高大视场摄像机的标定精度。 | 杨博文 张丽艳 叶南 冯新星 李铁林 | 2012 | 光学学报2012，32，9： | 55 |
| 2 | 基于两个正交一维物体的单幅图像相机标定显示文摘提出了一种利用两个正交一维物体构成'T'型靶标进行摄像机标定的新方法。该方法只需对'T'型靶标上已知坐标的5点投影一幅图像,然后根据柔性靶标原理计算出由虚点和标记点组成的共直线的4点,由射影变换同素性、接合性以及交比不变性标定出镜头的一阶径向畸变参数。利用已知畸变参数对图像进行畸变校正,然后由基于两个正交一维物体坐标变换的方法即可标定出相机的内外参数。该方法线性求解镜头畸变参数,避免了传统方法非线性迭代优化过程中产生的参数耦合现象。实验表明,不进行镜头畸变校正则相机标定精度随着图像噪声的增加呈不稳定状态;进行畸变校正后对简单标定计算的初始值进行优化得到稳定的高精度标定结果。整个实验设备简单,操作方便,只需一幅图像即可实现镜头畸变和相机内外参数的标定,可以达到实时的效果。 | 薛俊鹏 苏显渝 | 2012 | 光学学报2012，32，1： | 33 |
| 3 | 基于圆形标志点的深空探测全景相机标定方法显示文摘为满足深空探测全景相机的高精度标定要求,针对大型室外三维标定靶标构建困难、不能现场标定,平面棋盘靶标标定精度不高等问题,提出了一种基于圆形标志点的相机标定方法。大量圆形标志点按矩阵形式均匀分布在平面靶标上,以其中一个圆形标志点为原点建立世界坐标系。基于相机成像模型及物点、相机原点、像点的共线性约束,以投影误差最小作为目标函数,采用非线性优化方法得到了相机参数的最优解。标定实验结果显示所提标定方法可行、有效,具有较高的标定精度和较好的稳健性,相机参数的标定精度优于0.3pixel;采用的畸变模型合适,标志点投影误差优于0.07pixel。 | 吴凡路 刘建军 任鑫 李春来 | 2013 | 光学学报2013，33，11： | 26 |
| 4 | 摄像机全自动标定方法研究显示文摘提出了一种基于空间控制点的全自动标定方法,该方法只需知道控制点的空间坐标及其图像,通过自动提点、自动匹配以及高精度解算三个过程完成全自动标定。针对已知光心位置和已知光轴指向两种情况,对摄像机标定进行了理论推导,提出了焦距一致判据的自动匹配算法;针对不存在先验信息的情况,以计算残差和重投影残差为判据,根据最近邻原则提出了残差最小自动匹配算法。仿真和实验验证了提出的自动匹配算法和全自动标定模型的快速、正确性和高精度。 | 许勇 郭鹏宇 龙古灿 张小虎 于起峰 | 2013 | 光学学报2013，33，6： | 19 |
| 5 | 基于机器视觉的三维重建技术研究显示文摘研究了基于机器视觉的三维重建技术。利用普通的数码摄像机拍摄图片,通过摄像机定标、特征点检测和匹配、基础矩阵和本质矩阵计算来实现图像的三维重建。采用张正友标定方法的相机标定工具箱实现了相机的标定,利用尺度不变特征变换(SIFT)特征点的检测和匹配方法进行了图像特征点的检测和匹配,采用RANSAC算法计算基础矩阵,最后利用相机内参数和由基础矩阵获得的本质矩阵重建物体的特征点,并进行纹理贴图。实验结果表明利用这些图像可以进行物体重建,并且能够很好地反映出物体的三维特征。 | 张宁 常雷 徐熙平 | 2012 | 激光与光电子学进展2012，49，5： | 17 |
| 6 | 基于位姿约束的大视场双目视觉标定算法显示文摘为了提高大视场、远距离的双目摄像机标定精度,提出一种基于位姿约束的摄像机标定算法。该方法利用双目摄像机之间的三维位姿关系是刚体变换这一属性,标定出左、右摄像机相对位姿的外部参数。利用相对位姿为约束条件求取摄像机的初始内部参数,剔除较大的重投影误差值对应的标定图像组,重复迭代直至重投影误差平均值小于指定值,得到多个待优化的摄像机内部参数。再将最后标定图像组的角点坐标、待优化的摄像机内部参数和相应的外部参数,建立一个以角点三维重构坐标值与实际设定角点三维坐标值的模均值为最小的目标函数,求解出双目摄像机标定参数的最优解。该方法很好地解决了误差大的标定图像造成的影响,且充分利用了双目摄像机之间的位姿约束关系。通过仿真和标定实验可以看出,本文方法可以实现大视场双目摄像机的高精度标定。 | 张超 韩成 杨华民 杨帆 | 2016 | 光学学报2016，36，1： | 16 |
| 7 | 基于神经网络的大范围空间标定技术显示文摘目前利用神经网络进行摄像机标定的研究,只能实现单个位置上或小范围空间的标定精度要求。当标定空间扩大到一定范围,标定精度和标定速度的冲突便不可调节。首先推导了摄像机的成像原理,证明沿世界坐标系3个坐标轴(XW轴,YW轴和ZW轴)方向存在截然不同的成像规律,提出沿上述3个方向分别进行标定的并行标定方法;进而提出一种新的归一化方法,较好的提高了XW轴和YW轴方向的标定精度。实验结果表明,ZW轴向标定是整个大范围标定的关键,其重构标准差远大于XW轴和YW轴的重构标准差。在保证精度与速度的前提下,新的归一化方法扩大了摄像机标定范围。 | 田震 张玘 熊九龙 王国超 | 2011 | 光学学报2011，31，4： | 14 |
| 8 | 基于同心圆光栅和契形光栅的摄像机自标定方法显示文摘提出一种利用同心圆光栅和契形光栅作为标定模板,基于正交方向消失点摄像机自标定的新方法。新方法利用相移条纹相位提取精度高的特性来求零相位特征点,避免了传统标记点提取误差给标定结果带来的影响。要求摄像机至少从6个方位拍摄标靶,采用四步相移得到光栅的截断相位并求解零相位交点,计算消失点从而解算出摄像机的内参数。根据模拟实验得到影响消失点标定精度因素的分析结果,制作了含有7个周期的同心圆光栅和4个周期的契形光栅。实际测量实验中分别用光栅靶标和灰度同心圆靶标进行相机标定,对比重投影误差,结果证明新方法提高了基于消失点标定算法的精度和稳健性。 | 薛俊鹏 苏显渝 窦蕴甫 | 2012 | 中国激光2012，39，3： | 14 |
| 9 | 基于平面镜面向双摄像机视线追踪系统的标定方法显示文摘双摄像机视线追踪系统中摄像机不能直接测量视野范围以外物体的空间坐标,为解决这一问题提出了一种基于平面镜的系统标定方法。首先对双摄像机进行标定,确定两摄像机之间的关系,建立统一的世界坐标系。其次,根据平面镜成像原理确定显示器屏幕及光源镜像的空间坐标,进而确定光源及屏幕的空间位置。经实验证明该方法精度较高,在受试者距离屏幕500~600mm时,视线落点平均精度可达到1°左右,满足大多数视线追踪应用场合的需要。 | 张琼 王志良 迟健男 史雪飞 | 2011 | 光学学报2011，31，4： | 12 |
| 10 | 大型空间复杂曲面无干扰精密测量方法显示文摘针对范围在十几米至几十米、法向矢量变化大的复杂曲面测量问题,提出一种无干扰精密测量方法。通过光学投射的方法设置测量点和全局控制点,利用定向相机结合固定于测量相机上的定向靶标,解决测量相机初始位置姿态估计问题,进而利用光束平差优化方法解算被测点精确的空间三维坐标。克服了现有方法中必须在被测表面设置编码特征的局限,快速、有效且不会干扰被测曲面。实验表明:原理方法可靠,测量数据总体均方根误差为0.07mm,能够高精度、高效率地解决大型空间复杂曲面的无干扰精密测量问题。 | 邾继贵 郭磊 林佳睿 邹剑 叶声华 | 2010 | 光学学报2010，30，12： | 10 |
| 11 | 多幕光学法测量弹丸炸点坐标及误差分析显示文摘针对飞行弹丸对空中目标近炸炸点位置测量,提出了多幕光学法测量技术。根据试验特点,分析了多光幕交汇测量弹丸炸点位置存在的问题,研究了采用侧向相机辅助多光幕交汇测量技术。通过相机采集到的炸点图像,建立相机、模拟目标和多光幕交汇光幕阵列空间几何计算模型。利用弹丸的飞行轨迹和弹丸炸点图像平面坐标,研究了弹丸炸点侧向空间坐标的计算方法和多光幕交汇测量系统二维坐标修正原理,给出了弹丸炸点坐标计算函数。利用微分法从交汇光幕夹角、光幕幕厚、测时和测距等方面分析测量误差。经计算分析,模拟目标中心高度小于50m时,炸点三维坐标的误差小于40mm。 | 李翰山 雷志勇 | 2012 | 光学学报2012，32，2： | 9 |
| 12 | 相机靶面安装误差标定方法显示文摘由于工艺水平的限制,相机靶面不可避免地存在位置安装误差和指向安装误差,为了消除靶面安装误差的影响,定性分析了靶面安装误差;理论推导出显式包含指向安装误差的误差模型及成像模型;得到综合考虑靶面指向安装误差和镜头畸变的全像差模型;利用标定结果对实际像点进行修正。仿真和半实物实验验证了模型和标定方法的正确性,比较得知全像差模型相对于传统像差模型对实际像点有更好的修正效果。 | 许勇 郭鹏宇 苑云 张小虎 于起峰(指导) | 2013 | 光学学报2013，33，4： | 7 |
| 13 | 嵌入正交权值神经网络在摄像机内外参数标定中的应用显示文摘针对机器视觉在某些应用场合对摄像机内外参数的需要,提出了一种基于内嵌正交权值矩阵神经网络的摄像机标定方法。首先,使设计的神经网络的权值分别与摄像机的外参数和内参数相对应,即使得所设计的神经网络与摄像机的物理模型一致。正交权值矩阵的生成在迭代中相当于遗传算法的上一次变异,系统的性能指标为由网络输出组成的矢量与对应特征点投影于图像平面的齐次坐标差值2-范数的平方。同时引进混合遗传-模拟退火算法,使得系统在达到平衡状态时可根据神经网络的权值完成摄像机内外参数的标定。实验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性,且标定精度高,算法简洁,是摄像机内外参数标定的有效解决方案。 | 葛动元 姚锡凡 向文江 | 2011 | 光学精密工程2011，19，11： | 7 |
| 14 | 基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法显示文摘为了解决在大视场摄像机高精度标定中大尺寸靶标难以制作加工的问题,提出了一种基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法。该方法将小靶标在摄像机视场内多个位置进行摆放,通过各个小靶标之间的刚体变换,并考虑拼接过程中存在的约束条件,将各个小靶标拼接成一个覆盖整个摄像机视场的大靶标,然后使用该大靶标对大视场摄像机进行标定。仿真和实际实验表明该方法标定精度与使用实际大靶标进行标定时标定精度相当,能够实现对大视场摄像机的高精度标定。 | 霍炬 杨宁 杨明 董文博 | 2013 | 红外与激光工程2013，42，6： | 7 |
| 15 | 基于结构光视觉技术的圆柱度测量新方法显示文摘针对机器视觉测量轴类零件的圆柱度误差时因使用畸变严重的鱼眼镜头影响测量精度的问题,提出了一种基于结构光视觉技术的圆柱度测量新方法。该方法投射的结构光与被测轴轴线方向近似平行,考虑轴类零件的特征和鱼眼镜头畸变分布的规律,将视场分为多个区域进行畸变修正。给出了结构光分区标定的模型、测量数据的提取及数据转换的方法。通过对标准轴的测量检验了本文方法的可行性和准确性,实验结果表明,直径为27.68mm、长为300mm的轴的圆柱度的测量精度为20μm。该方法不仅满足产品几何技术规范的采样要求,而且具有非接触、高效、在线测量的特点,能为圆柱度的精确评定提供可靠的数据信息。 | 周晓东 张雅超 谭庆昌 张维君 | 2017 | 吉林大学学报(工学版)2017，47，2： | 7 |
| 16 | 火箭喷管运动视觉测试精度的校准与实验显示文摘基于新型双轴摇摆直线升降运动校准装置,提出了一种喷管运动视觉测量系统的校准方法。首先,将校准装置提供的摆心、摆角的标准值与视觉测量系统的测量值在空间上对应起来,通过校准装置提供给喷管模型2次不同轴的摆动,推导出视觉运动测量系统的世界坐标系与喷管摆角坐标系之间的位姿关系。然后求解出二者位姿矩阵和平移向量,在视觉运动测量系统中建立喷管的摆角坐标系;通过时间同步系统向校准装置和视觉运动测量系统发送同步时间基准信号和同步触发信号,同步二者的采样时间,实现标准值与测量值在时间上的对应关系,完成摆动动态数据的直接比较。最后对喷管运动视觉测量系统进行了校准实验,分析了喷管在±12°的摆动空间内不同位置的摆心、摆角的测量误差。实验结果表明,在运动范围内摆角的最大测量误差为0.093°,摆心的最大测量误差为0.832mm。 | 刘博 叶东 陈刚 车仁生 | 2010 | 光学精密工程2010，18，11： | 6 |
| 17 | 视觉系统中摄像机标定方法研究现状及展望显示文摘摄像机标定是视觉系统中最为基础的环节,它利用摄像机成像原理来求解摄像机模型的内外参数,以便更好地实现视觉系统在实际中的应用。通过分析摄像机标定的特点,并结合国内外摄像机标定的发展现状,根据标定目标的空间维度将其分为三维标定、二维标定、一维标定和零维自标定方法。本文介绍了各摄像机标定方法的起源及发展,详细分析了各摄像机标定方法的基本原理,归纳总结了各类标定方法存在的优势与不足之处,并对标定技术的发展趋势做出了预测。在复杂的场景与运算量大的情况下,要以高精度、高效率、高鲁棒性等为主要研究内容,来进一步扩大适用范围、加强实用性,同时也要考虑到摄像机标定的成本问题,找出更合适的标定方法。 | 田俊英 伍济钢 赵前程 | 2021 | 液晶与显示2021，36，12： | 6 |
| 18 | 基于平行面多靶标标定的单目大视场平面测量显示文摘针对单目大视场平面测量时,测量平面内不便布置靶标和大尺寸靶标难以制作的问题,提出一种利用布设在平行面上的小尺寸平面靶标进行标定的方法。选定一个平行面为标定平面,将单个小尺寸平面靶标合理放置在标定平面的多个位置拍摄,整合构造出一个大尺寸平面靶标,采用非线性优化的方法进行摄像机内、外参的优化求解。结合平行约束和距离参数得到测量平面与图像平面的单应矩阵,实现大视场平面测量。建立平面测量的精度模型,对测量区域各处精度的分布以及影响测量精度的摄像机内参、安装角度和高度等因素进行理论分析和实验验证。实验结果表明:该方法可有效保证整体测量精度;在上底920mm、下底1360mm、高920mm的梯形视场内标定,距标定平面200mm的测量平面内的测量误差低于0.6%;测量区域内各处误差的分布趋势与精度模型一致。此方法完全适用于大视场平面测量。 | 杨东升 毕树生 蔡月日 袁畅 | 2017 | 光学学报2017，37，10： | 5 |
| 19 | 基于小尺寸靶标组合的大视场摄像机标定方法显示文摘摄像机标定是计算机视觉中的一个重要过程。大视场摄像机标定中,大尺寸靶标加工困难,而使用单一小靶标只能得到局部最优解。本文针对这一问题,提出一种基于小尺寸靶标组合的大视场摄像机标定方法。利用摄像机多项式投影模型,通过差分式求解方法将各个小尺寸靶标组合成一个大尺寸靶标,然后使用大尺寸靶标对大视场摄像机进行精确标定;在小尺寸靶标组合过程中,为了消除利用差分式方法进行求解时各个小尺寸靶标间只能平移、不能旋转的安放限制,提出了一种基于交比不变性的直线夹角求解方法,并设计了相应的复合靶标,提高了方法的灵活性。仿真和实际的实验结果表明,本文所提方法能够实现对大视场摄像机的精确标定。 | 杨宁 霍炬 杨明 王伟兴 | 2013 | 光电子.激光2013，24，8： | 5 |
| 20 | 一种全局指数收敛的摄像机内参数观测器显示文摘针对摄像机标定问题,本文从控制理论角度出发设计了一种具有指数收敛特性的摄像机内参数观测器.当摄像机随移动机器人等运动平台一起旋转时,该观测器使用其运动信息和实时拍摄得到的特征点图像信息,可以实现对摄像机内参数的在线估计.具体而言,论文分析了云台摄像机的运动约束,建立了特征点图像坐标变化的运动学模型,随后基于4个或4个以上特征点(其中任意3点不共线),构造了一种内参数非线性观测器,并通过理论分析证明了其状态估计指数收敛于摄像机的相应内参数,仿真结果验证了这种非线性观测器的良好特性. | 方勇纯 刘玺 李宝全 张雪波 | 2011 | 控制理论与应用2011，28，9： | 4 |
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