基于自标定技术的相机内方位元素测试影响因素分析

内方位元素测试精度对于航天相机至关重要,可以有效提高图像的几何质量,需作重点分析。传统航天相机内方位元素标定方法一般采用光电精密测角法,该测试方法通过旋转相机的方式实现高精度的内方位元素和畸变测试,对测试设备的精度和承重要求较高,具有应用局限性。相机自标定技术方法灵活,仅需建立图像点和网格板角点之间的对应关系,无需复杂、精密的测试设备便可直接求解出内方位元素。本文从自标定算法的推导中,分析基于自标定技术的内方位元素测试精度的影响因素,通过实际标定试验归纳出达到理想标定精度时各个影响因素的最优值。     

一种稳健估计的无人机机载相机标定法

针对无人机机载相机参数需频繁地高精度标定问题,为满足不同条件下以及航测的需要,提出利用稳健估计平差法参与相机标定的方法.该方法根据相机针孔成像原理,利用线性和非线性的Tsai两步标定法,以及从Robust原理导出的选择权迭代法,逐步消弱特征点定位粗差对内参数估计的影响,以实现高精度相机标定.以无人机机载相机Cannon EOS 5D MarkⅡ进行标定试验,并采用9×9棋盘格LCD(纯平液晶显示器)作为标定模板.结果表明,该方法可获取较高的标定精度,且比等权最小二乘法参数估计更优,对于无人机机载相机标定具有一定的实用性.     

相机内参数标定的评价指标研究与实验

相机内参数的标定受标定环境、标定物规格、标定相片数量等诸多难以进行理论分析的因素影响,导致在实际工程应用中,相机内参数标定的评估存在精度不确定性问题。基于数学统计量设计了相机内参数标定精度评估指标,针对标定相片数量和标定物距对相机标定精度的影响进行研究,并对两种典型相机——工业相机和数码相机,进行内参数标定实测试验及分析。结果表明,当标定参数值达到收敛时,相片收敛数量与标定物距成正比关系;与像主点标定相比,焦距的标定收敛效率更高,达到收敛所需的相片数量更少,但随着标定物距增大,两者的差异逐渐缩小。内参数标定精度的评估指标为相机内标定算法的改进及操作流程提供评估手段,为实际标定工作提供参考和借鉴。     

CCD阵列相机的几何标定

提出了一种ＣＣＤ阵列相机几何标定的多级处理方法。根据几何成像原理，该方法把相机内外部参数分开求解；而在内部参数标定过程中，又把各内部参数的标定分阶段进行。这种标定方法是建立在严格的几何约束关系之上的，它克服了传统的整体参数标定方法中各未知参数的相关性影响，从而保证了标定结果的数据一致性和精度。实验验证了本文方法的优越性。     

关于拉科斯特G型重力仪标定的讨论

本文介绍了ＬＣＲ－９２０和ＬＣＲ－９２２两台重力仪在长基线以及短基线标定场上的三期标定情况。通过各期标定观测的初步质量分析和标定参数的解算，分析了仪器的格值和周期误差参数的变化规律，讨论了零漂和其它因素对仪器标定的影响。     

基于立体标定靶的扫描仪与数码相机联合标定

地面3维激光扫描仪是一种新型测量仪器,应用领域广泛。随着3维激光扫描技术和CCD传感器技术的不断发展,越来越多的3维激光扫描仪配有内置或者外置的数码相机。在对目标的描述上,点云和影像数据各有优势,扫描仪和数码相机的联合标定可为实现两者的优势互补提供基础。目前扫描仪和数码相机的联合标定主要是基于扫描区域的几何特性或者基于2维平面标定靶,这两种联合标定方法具有一定的局限性。这里在设计3维立体标定靶的基础上,提出了一种基于3维立体标定靶的联合标定方法。经过实验验证了联合标定方法的有效性和稳健性。     

车载摄像机外参数的动态卡尔曼滤波标定法

本文针对结构化道路条件下自主驾驶车车载摄像机外参数的动态实时标定问题,分析了自主车的动力学模型、高速公路的动态道路模型以及车载摄像机的成像模型之间的关系;利用扩展卡尔曼滤波,提出了一种在线动态标定算法,并实现了车载摄像机的实时自动标定。通过实车试验,验证了方法的正确性。     

基于目标的相机标定方法

在利用相机成像的几何原理进行三维坐标测量时,相机标定是首先要解决的问题.空间后方交会、直接线性变换及张正友标定法是3种常用的基于目标的标定方法.本文介绍了其基本原理,并分别进行了程序设计和实验验证,分析了3种方法中控制点数量、焦距大小与精度的关系以及方法的优劣性.结果 表明,过多的控制点会导致空间后方交会方法精度下降;随着焦距的增加,空间后方交会和直接线性变换方法的标定精度均有所下降;直接线性变换、空间后方交会、张正友标定法的可靠性、精度均依次降低.     

基于速度误差的加速度计闭环标定方法

针对长航时、高精度移动测量系统中加速度计组件标定周期长、参数重复性不好等问题,该文提出一种基于速度误差的加速度计组件闭环标定方法。通过推导加速度计标度因数误差和安装误差的标定误差与系统速度误差之间的关系,以惯性导航系统解算的速度误差作为观测量,设计加速度计组件闭环标定路径,不断对标度因数和安装误差进行修正,并根据加速度计器件精度和标定参数分辨率设定闭环标定结束阈值。标定及导航实验结果表明:加速度计组件闭环标定方法可以完成标度因数和安装误差等9个标定参数的计算,惯导系统定位精度提高20%以上。     

单目相机-轮式里程计的自动内外参标定算法

本文提出了一种新的单目相机和轮式里程计系统的内、外参标定方法。不同于目前单独标定内外参的方法,本文方法能在一个平台上同时标定内参和外参。平台包含4个棋盘格,其中3个棋盘格基于优化理论标定内参,第4个棋盘用于标定外参。基于该平台,相机-里程计系统只需对3个棋盘格拍摄一次进行内参标定,然后沿直线行走,连续拍摄第4个棋盘格完成外参初始标定,最后根据最小二乘优化外参。通过使用扫地机器人采集的真实数据集进行测试,证明了该方法能精确完成内参的标定并自动评估标定质量,具有有效性和优越性。     

便携式消费级无人机相机标定有效性评估

本文针对近年来在各行业中广泛使用的便携式消费级无人机开展了相机标定有效性研究,分别通过室内标定场和后处理软件对相机进行标定和自标定,在对比无相机标定、飞前相机标定、飞后相机标定和自标定迭代校正等方法所得成图精度后,对不同相机标定方案的有效性进行了评估。结果表明：各种方案成图总体精度差别不大;飞前、飞后相机标定与无相机标定的成图精度相当;自标定迭代校正的成图精度略高于其他方案。可见采用航拍照片自标定参数迭代校正的方法更适合于飞行控制精度和成像系统稳定性都不高的便携式消费级无人机相机标定。     

引入灭点约束的TSAI两步法相机标定改进研究

针对TASI两步法相机标定过程无法求解相机主点位置的问题,引入灭点几何约束进行改进,推导并建立了平面格网上两组正交直线透视投影形成的双灭点与相机内参数以及TASI两步法相机标定过程参数间的严格数学关系,详细阐述了综合运用双灭点与径向准直约束计算相机内参数的迭代过程,并以此为基础,给出了相机外方位参数以及径向畸变参数的求解步骤。实验结果验证了该改进方法的有效性。     

CCD阵列相机的几何标定

提出了一种ＣＣＤ阵列相机几何标定的多级处理方法，根据几何成像原理，该方法把相机内外部参数分开求解，而在内部参数标定过程中，又把各内部参烽的标定分阶段进行，这种标定方法是建立在严格的几何约束关系之上的，它克服了传统的整体参数标定方法中各未知参数的相关性影响，从而保证了标定结果的数据一致性和精度。实验验证了本文方法的优越性。     

单视图多约束相机内参统一计算方法

相机自标定是机器视觉、摄影测量学、计算机视觉等领域的重要命题,但目前随着图像获取设备、方式等多样化等特点,使得图像之间的匹配越发困难,增加了相机标定的难度。本文提出了一种针对单视图的相机自标定方法,该方法将图像中的几何特征以及标定过程进行统一表达和计算。本文首先总结了不同的不变量对相机内参的约束情况;以互相垂直的灭点作为中间计算过程的核心,着重讨论了其他不变量向其的转化方法,使得几何特征表达统一化;以绝对二次曲线为纽带,将互相垂直的灭点约束求解;进而根据几何约束的数量求解相应的相机参数模型。本文所提出的方法无需图像之间的匹配,在约束信息充分的情况下可仅利用单幅图像进行相机标定,方法具有方便性;方法无需传统标定方法中的标定模板而选用场景中存在的对象,因此方法具有普适性,尤其适合结构化的室内外场景;方法将几何特征的和标定过程进行统一描述和计算,因此方法还具有统一性。室内外场景的测试表明本文方法具有可用性。, 相机自标定是机器视觉、摄影测量学、计算机视觉等领域的重要命题,但目前随着图像获取设备、方式等多样化等特点,使得图像之间的匹配越发困难,增加了相机标定的难度。本文提出了一种针对单视图的相机自标定方法,该方法将图像中的几何特征以及标定过程进行统一表达和计算。本文首先总结了不同的不变量对相机内参的约束情况;以互相垂直的灭点作为中间计算过程的核心,着重讨论了其他不变量向其的转化方法,使得几何特征表达统一化;以绝对二次曲线为纽带,将互相垂直的灭点约束求解;进而根据几何约束的数量求解相应的相机参数模型。本文所提出的方法无需图像之间的匹配,在约束信息充分的情况下可仅利用单幅图像进行相机标定,方法具有方便性;方法无需传统标定方法中的标定模板而选用场景中存在的对象,因此方法具有普适性,尤其适合结构化的室内外场景;方法将几何特征的和标定过程进行统一描述和计算,因此方法还具有统一性。室内外场景的测试表明本文方法具有可用性。     

利用多LCD进行相机标定的模型及精度分析

鉴于现有利用LCD进行相机标定方法中所存在的缺点,本文提出了基于多LCD标定的方法,它很好地克服了仅用单LCD进行标定方法中存在的控制范围小、无深度信息等不足,同时对基于双LCD的标定方法进行了有效的拓展及改进。试验证明该方法是可行与有效的,可适用于更多种类的相机。     

基于影像序列的相机分步自动标定方法

相机的自动标定是计算机视觉中根据影像序列进行场景欧氏重建的关键问题。在引入计算机视觉几何中若干基本概念的基础上,讨论了基于影像序列分步进行相机自动标定的基本原理,推导了该自动标定方法的实用计算公式,提出了采用牛顿迭代法进行参数答解的方法。同时,首次提出了一种三像标准投影矩阵组向同一参考系投影矩阵的线性转换算法。实验结果表明,所述的基于影像序列的相机自动标定方法是正确有效的。     

计算机视觉中摄像机标定精度评估方法

介绍了两种经典的摄像机标定精度评估方法:Tsai提出的测量3维世界精确程度的准则和Weng提出的NSCE、NCE准则。在此基础上,提出了一种基于棋盘格长度的标定精度评估方法。该方法通过交会测量得到的多个棋盘格的边长与实际边长的误差量来衡量摄像机标定的精度,能够比较形象地描述标定结果的精度。     

基于影像序列的相机分步自动标定方法

相机的自动标定是计算机视觉中根据影像序列进行场景欧氏重建的关键问题.在引入计算机视觉几何中若干基本概念的基础上,讨论了基于影像序列分步进行相机自动标定的基本原理,推导了该自动标定方法的实用计算公式,提出了采用牛顿迭代法进行参数答解的方法.同时,首次提出了一种三像标准投影矩阵组向同一参考系投影矩阵的线性转换算法.实验结果表明,所述的基于影像序列的相机自动标定方法是正确有效的.     

三目立体工业摄影测量系统外部参数的快速标定

针对我国锻件在位检测装置和测量方法落后的问题以及立体工业摄影测量现场控制场建立难的问题,开发出三目立体工业摄影测量系统,并提出系统外部参数标定方法,将控制场坐标系建立在相机上。试验证明,利用三目立体工业摄影测量系统解算物方点坐标的精度为0.201mm,验证标定精度的可靠性,满足在高温锻件测量现场建立简单、有效的高精度立体工业摄影测量控制场的应用需求。     

惯性测量单元基准面与载体平台的标定方法研究

针对惯性测量单元(IMU)基准面与载体平台之间的标定,在通过基准面法向量建立惯性测量单元基准面坐标系与载体平台坐标系的基础上,研究并分别比较利用单台全站仪角度交会及摄影测量技术的标定方法,以实现IMU与载体平台之间快速、方便以及高精度的标定。通过标定实验及误差分析表明,摄影测量标定精度高,时间短,稳定性好,更适合应用于IMU和载体平台安装后的标定工作。