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一种鱼眼镜头成像立体视觉系统的标定方法 被引量：27
1
作者 贾云得 吕宏静 +1 位作者 徐岸 刘万春 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第11期1215-1219,共5页
鱼眼镜头成像立体视觉系统在微小型机器人视觉导航和近距离大视场物体识别与定位中有着广泛的应用 .尽管鱼眼镜头摄像机具有很大的视场角 (接近 180°) ,但同时也引入严重的图像变形 ,常规的摄像机标定方法无法使用 .该文提出一种... 鱼眼镜头成像立体视觉系统在微小型机器人视觉导航和近距离大视场物体识别与定位中有着广泛的应用 .尽管鱼眼镜头摄像机具有很大的视场角 (接近 180°) ,但同时也引入严重的图像变形 ,常规的摄像机标定方法无法使用 .该文提出一种标定鱼眼镜头摄像机立体视觉系统的方法 .在鱼眼镜头变形模型的基础上 ,通过考虑鱼眼镜头成像的径向变形、偏心变形和薄棱镜变形 ,建立了鱼眼镜头成像的精确成像模型 ;然后 ,利用非线性迭代算法 ,精确求解摄像机外部参数、内部参数 .实验表明 ,使用该方法得到的立体视觉系统参数满足精确恢复大场景稠密深度图的要求 . 展开更多
关键词 摄像机标定 鱼眼镜头 立体视觉系统 图像识别
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基于鱼眼镜头的全方位视觉参数标定与畸变矫正 被引量：33
2
作者 冯为嘉 张宝峰 曹作良 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期417-424,共8页
针对利用鱼眼镜头构建的全方位视觉系统研究内外部参数标定及图像畸变矫正方法,建立成像系统模型,提出成像系统中需要标定的内、外部参数;采用改进的线性标定法标定图像中心,研究径向畸变系数及其他参数的标定方法;在参数标定的基础上,... 针对利用鱼眼镜头构建的全方位视觉系统研究内外部参数标定及图像畸变矫正方法,建立成像系统模型,提出成像系统中需要标定的内、外部参数;采用改进的线性标定法标定图像中心,研究径向畸变系数及其他参数的标定方法;在参数标定的基础上,分别利用等距投影和支持向量机训练方法,对图像中的像素点及整幅鱼眼图像进行畸变矫正.实验证明,研究的标定方法可准确地标定出视觉系统的内外部参数;基于等距投影的像素点矫正可应用于精确定位视觉系统的空间位置;基于支持向量机训练方法的全图像畸变矫正可获得理想的鱼眼图像矫正效果,所提出的参数标定和畸变矫正方法将有利于与鱼眼镜头在机器视觉领域的应用. 展开更多
关键词 全方位视觉 鱼眼镜头 参数标定 畸变矫正 支持向量机
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非线性畸变分布椭圆鱼眼镜头成像建模和校正 被引量：17
3
作者 郑利平 徐刚强 +2 位作者 李琳 秦贤杰 刘晓平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1331-1337,共7页
非线性畸变分布椭圆鱼眼镜头是面向视频监控应用的一种新型鱼眼镜头,与传统的鱼眼镜头不同,非线性畸变分布椭圆鱼眼镜头采用非角对称光学系统设计原理,其有效成像面为椭圆,并且采用非线性畸变分布成像函数,能够实现对大视场中关键区域... 非线性畸变分布椭圆鱼眼镜头是面向视频监控应用的一种新型鱼眼镜头,与传统的鱼眼镜头不同,非线性畸变分布椭圆鱼眼镜头采用非角对称光学系统设计原理,其有效成像面为椭圆,并且采用非线性畸变分布成像函数,能够实现对大视场中关键区域的增强畸变。通过对其非相似成像的研究,建立一种全方向光线跟踪下的镜头成像混合畸变模型,使用B样条曲面和曲线分别拟合径向和切向畸变函数,然后通过五面立体角度标定空间实现对镜头成像函数的精确标定,最后实现畸变图像的校正。 展开更多
关键词 非线性畸变 鱼眼镜头 角度分辨率 B样条
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基于几何成像模型的鱼眼镜头图像校正算法和技术研究 被引量：15
4
作者 李根 费章君 杨仕友 《机电工程》 CAS 2013年第10期1268-1272,共5页
鱼眼镜头是一种具有广视场角的摄像机镜头,广泛应用于大场景视频监控领域,但其成像存在严重的非线性径向畸变,违反人类的视觉习惯,且为测量和模式识别等应用带来了不便。为了实现鱼眼镜头图像的校正,提出了一种基于几何成像模型的鱼眼... 鱼眼镜头是一种具有广视场角的摄像机镜头,广泛应用于大场景视频监控领域,但其成像存在严重的非线性径向畸变,违反人类的视觉习惯,且为测量和模式识别等应用带来了不便。为了实现鱼眼镜头图像的校正,提出了一种基于几何成像模型的鱼眼镜头校正算法和技术,通过研究鱼眼镜头成像模型,根据鱼眼镜头类型采用了相应的几何模型校正图像;以"等距投影"模型为例提出了校正公式和实现方法。最后针对工程应用的实时性要求,提出了基于缓存的快速优化方法以及在保证一定精度的前提下快速实现双线性插值的优化方法。研究结果表明,这种新方法可以高效地完成鱼眼镜头图像校正,比传统方法适用面更广,更易实现。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 径向畸变校正 图像处理 视频监控
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月球车鱼眼相机的标定方法研究 被引量：11
5
作者 王保丰 毛晓艳 唐歌实 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期933-939,共7页
提出了一种两步法来高精度地标定月球车中鱼眼相机的方法。第一步,采用球面投影方程来表示鱼眼相机的成像模型,并建立球面投影与透视投影间的转换关系。利用直线在球面投影中的像为椭圆弧这一性质,求得球面投影中像主点坐标和球半径。... 提出了一种两步法来高精度地标定月球车中鱼眼相机的方法。第一步,采用球面投影方程来表示鱼眼相机的成像模型,并建立球面投影与透视投影间的转换关系。利用直线在球面投影中的像为椭圆弧这一性质,求得球面投影中像主点坐标和球半径。第二步,用求得的上述参数将球面投影图像转化为透视投影图像,并进行相机内参数的标定。用新标定得到的像主点坐标和球半径代替上次结果,再次进行投影转换和内参数标定,按此进行迭代计算,直至标定结果收敛于设定阈值。最后,本文还通过了一组实验验证了该方法的正确性。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 立体视觉 相机标定 内参数
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超短焦全景鱼眼镜头的研究与设计 被引量：12
6
作者 陈圣聪 林峰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期48-52,共5页
着重分析了超短焦鱼眼镜头焦距与分辨率的关系,表明了像面尺寸一定的前提下焦距越短,全景展开的环景边缘分辨率越高。基于以上理念,依据超短焦全景镜头设计思路,设计了一款焦距像高比≤0.35,水平视场角=360°,垂直视场角≥180°... 着重分析了超短焦鱼眼镜头焦距与分辨率的关系,表明了像面尺寸一定的前提下焦距越短,全景展开的环景边缘分辨率越高。基于以上理念,依据超短焦全景镜头设计思路,设计了一款焦距像高比≤0.35,水平视场角=360°,垂直视场角≥180°的全景鱼眼镜头。设计结果表明：在空间频率为200lp/mm处的MTF值大于0.4,接近衍射极限;在垂直半视场角45°~90°的环景边缘区域拥有大于75%的像素空间,使得环景展开后仍然具有较高的分辨率,从而代替多台不同方位的高解摄像机,实现高清全景监控。 展开更多
关键词 光学设计 鱼眼镜头 像素空间 分辨率
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基于圆分割的鱼眼镜头图像畸变校正算法 被引量：10
7
作者 张琨 王翠荣 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1240-1243,共4页
针对应用鱼眼镜头拍摄的图像产生了严重的畸变的问题,提出了一种基于圆分割的校正算法.该算法充分利用了鱼眼图像圆形结构这一特点,将其分割成同心圆,再利用函数法对畸变图像进行校正.微调系数的引入,使得算法更灵活,这样能根据鱼眼镜... 针对应用鱼眼镜头拍摄的图像产生了严重的畸变的问题,提出了一种基于圆分割的校正算法.该算法充分利用了鱼眼图像圆形结构这一特点,将其分割成同心圆,再利用函数法对畸变图像进行校正.微调系数的引入,使得算法更灵活,这样能根据鱼眼镜头与实际物体的距离来调整微调系数的大小,得到更理想的校正图像.Matlab实验结果表明:应用本算法能得到比较满意的校正结果,并且该算法所花费的计算时间少,使其能适用于实时监控系统. 展开更多
关键词 鱼眼镜头 图像畸变 圆分割 校正算法 微调系数
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基于鱼眼镜头的全方位视觉系统建模 被引量：7
8
作者 苑光明 丁承君 俞学波 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2010年第3期47-49,共3页
研究鱼眼镜头成像模型,对鱼眼镜头的3种畸变,包括径向畸变、偏心畸变(切向畸变)和薄棱镜畸变进行了分析,并建立了各自的数学模型.最后根据投影规律得出3种畸变校正模型:等距修正模型、等立体角修正模型和正交校正模型.
关键词 鱼眼镜头 变形 建模
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用于监控系统的鱼眼镜头光学设计 被引量：7
9
作者 梁久伟 罗春华 杨铭 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期691-694,共4页
为了满足监控系统中单镜头可实现全景监控的需求,运用仿生学原理,在原有鱼眼镜头的基础上结合监控系统的需求,运用ZEMAX软件设计了一款视场为180°,相对孔径为1/1.6的鱼眼镜头。该镜头由9片透镜组成,总长度为68.5mm,采用1/3英寸CCD... 为了满足监控系统中单镜头可实现全景监控的需求,运用仿生学原理,在原有鱼眼镜头的基础上结合监控系统的需求,运用ZEMAX软件设计了一款视场为180°,相对孔径为1/1.6的鱼眼镜头。该镜头由9片透镜组成,总长度为68.5mm,采用1/3英寸CCD作为图像接收器件。在120lp/mm时,其MTF曲线在轴上大于0.4,在80lp/mm时,在0.7带上大于0.3。由于是超广角镜头,此镜头畸变很大,在边缘视场具有接近100%的桶形畸变。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 180°视场 桶形畸变 ZEMAX
原文传递
获取超大空域热像信息的凝视光学系统设计 被引量：5
10
作者 王永仲 钟钦 刘菊 《红外技术》 CSCD 北大核心 1999年第2期4-6,共3页
论述超大空域凝视热像系统自动设计中的技术难点；运用Ａｉｔｋｉｎ插值方法于自动优化技术排除“溢出”光线；借助人为诱导，充分发挥像差渐晕的作用，改善像面照度的均匀性；给出了Ａｉｔｋｉｎ插值公式、误差分析公式和光阑边缘逼近... 论述超大空域凝视热像系统自动设计中的技术难点；运用Ａｉｔｋｉｎ插值方法于自动优化技术排除“溢出”光线；借助人为诱导，充分发挥像差渐晕的作用，改善像面照度的均匀性；给出了Ａｉｔｋｉｎ插值公式、误差分析公式和光阑边缘逼近公式。 展开更多
关键词 红外鱼眼透镜 红外超广角系统 设计 热成像系统
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青海云杉林叶面积指数半球摄影测量方法研究 被引量：6
11
作者 凌飞龙 李增元 +1 位作者 陈尔学 何祺胜 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期803-809,共7页
在介绍原理的基础上，首先分析了相机曝光对高质量鱼眼照片获取的影响，提出了一种野外操作可行的最佳曝光参数设置方法：将曝光量相对林下自动曝光量调低两步，即固定光圈，把快门速度相对林下自动曝光速度调快两步。随后分析了鱼眼照... 在介绍原理的基础上，首先分析了相机曝光对高质量鱼眼照片获取的影响，提出了一种野外操作可行的最佳曝光参数设置方法：将曝光量相对林下自动曝光量调低两步，即固定光圈，把快门速度相对林下自动曝光速度调快两步。随后分析了鱼眼照片3个波段对天空-树叶分类乃至孔隙率和LAI计算的影响，提出了鱼眼照片处理的基本流程，该流程主要要求选择蓝波段图像进行分析和利用0～60°天顶角范围内的图像参与LAI计算。通过对青海云杉林LAI多仪器同步观测实验对比证明：用提出的曝光方法和数据处理流程得到的LAI与LAI-2000测值基本相当，具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 叶面积指数 LAI 半球摄影 鱼眼镜头 曝光 青海云杉
原文传递
基于光栅衍射的广角凝视型激光告警技术研究 被引量：6
12
作者 王龙 王永仲 +1 位作者 沈学举 何永强 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期172-177,共6页
为了在大视场范围内同时探测来袭激光的方向和波长,设计了一种基于光栅衍射的广角凝视型激光告警系统,推导了入射激光方向和波长的解析表达式,分析了系统的成像特性。以1064nm脉冲激光为例,实验测试了系统对入射激光方向和波长的探测性... 为了在大视场范围内同时探测来袭激光的方向和波长,设计了一种基于光栅衍射的广角凝视型激光告警系统,推导了入射激光方向和波长的解析表达式,分析了系统的成像特性。以1064nm脉冲激光为例,实验测试了系统对入射激光方向和波长的探测性能。结果表明,该告警系统将入射激光成像为等间隔的三个亮斑,根据中央亮斑中心坐标和相邻亮斑间距可确定入射激光的方向和波长。随激光入射角度增大,鱼眼镜头的像差使告警系统的成像光斑变大、变模糊且形状由圆形畸变为锥形;该系统的半视场角为35°,激光方向和波长的最大探测误差分别为1.5°和60nm。 展开更多
关键词 光学设计 激光告警 鱼眼镜头 光栅衍射
原文传递
鱼眼镜头在获取建筑物立面影像中的新方法 被引量：5
13
作者 侯文广 尚涛 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期105-109,共5页
鱼眼镜头以其较大的视场能够显著提高获取建筑物立面影像的效率,为纠正其严重的变形,提出基于数字畸变模型的方法,该方法与基于函数模型的纠正方法存在根本的区别,首先通过预检校得到所有像点的总体畸变,然后建立畸变改正模型,用于逐点... 鱼眼镜头以其较大的视场能够显著提高获取建筑物立面影像的效率,为纠正其严重的变形,提出基于数字畸变模型的方法,该方法与基于函数模型的纠正方法存在根本的区别,首先通过预检校得到所有像点的总体畸变,然后建立畸变改正模型,用于逐点修正存在变形的影像,该模型不但包含了由于鱼眼镜头的球面成像原理所引起的像点位移,也包括了镜头自身的各种畸变.试验证实该方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 鱼眼镜头 数码相机 畸变模型
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基于近似估计的汽车全景鱼眼镜头定位研究 被引量：4
14
作者 魏利胜 张平改 胡保玲 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第7期1129-1136,共8页
针对汽车全景泊车中鱼眼镜头安装定位不精确的问题,研究一种近似法以对鱼眼镜头位置进行精确估计,提高图像拼接的效果。首先,将4个鱼眼镜头分别安装在汽车前后、左右四周,并以车身为主体建立合适的空间坐标系;在此基础上,根据镜头的安... 针对汽车全景泊车中鱼眼镜头安装定位不精确的问题,研究一种近似法以对鱼眼镜头位置进行精确估计,提高图像拼接的效果。首先,将4个鱼眼镜头分别安装在汽车前后、左右四周,并以车身为主体建立合适的空间坐标系;在此基础上,根据镜头的安装参数与地面之间的关系,将其所采集的图像区域投射到xoy平面上,从而转化为xoy平面上具有重合区域的相交椭圆面,并利用近似估计法推导出不同重合区域面积占两侧镜头采集区域的比例,从而得出鱼眼镜头的最佳倾斜角度。最后,利用实例来验证所提出方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 近似估计 汽车全景 鱼眼镜头 精确定位
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基于汽车后视系统的短焦距超广角镜头光学设计 被引量：4
15
作者 姜国峰 向阳 李琦 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2017年第1期55-59,共5页
充分考虑了鱼眼镜头的特点,设计了一款应用于汽车后视系统的短焦距超广角镜头。系统焦距3.2mm,F数为2.0,全视场角179°,系统总长17.5mm。采用6片式结构,所有镜片均为球面未采用非球面,大大降低了成本,并对各像差曲线进行了分析,全视... 充分考虑了鱼眼镜头的特点,设计了一款应用于汽车后视系统的短焦距超广角镜头。系统焦距3.2mm,F数为2.0,全视场角179°,系统总长17.5mm。采用6片式结构,所有镜片均为球面未采用非球面,大大降低了成本,并对各像差曲线进行了分析,全视场MTF值在100lp/mm达到0.5以上,系统结构简单紧凑,像质优良。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 短焦距 超广角 球面
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一种求解鱼眼镜头入射光瞳球差的方法 被引量：4
16
作者 王健俊 吕丽军 《光学仪器》 2010年第4期21-24,共4页
鱼眼镜头成像系统在微小型机器人视觉导航和近距离大视场物体识别与定位中有着广泛的应用。由于鱼眼镜头的结构的特点,故使得这种光学系统一般存在很大的入射光瞳球差。现提出了应用逆向光线追迹计算求解鱼眼镜头入射光瞳球差的精确方... 鱼眼镜头成像系统在微小型机器人视觉导航和近距离大视场物体识别与定位中有着广泛的应用。由于鱼眼镜头的结构的特点,故使得这种光学系统一般存在很大的入射光瞳球差。现提出了应用逆向光线追迹计算求解鱼眼镜头入射光瞳球差的精确方法。并且通过一个鱼眼镜头的设计实例,得到入射光瞳球差的数值分布结果,然后应用多项式拟合求出其解析表达式。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 入射光瞳球差 光线追迹
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嵌入式全方位视觉导航器研究 被引量：4
17
作者 冯为嘉 张宝峰 +1 位作者 朱均超 曹作良 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1147-1152,共6页
研制了一种基于嵌入式技术和鱼眼镜头的新型全方位视觉导航器,可控制不同种类的移动机器人平台在光照剧烈变化的室内以及强日光照射下的室外环境中完成自主导航。提出一种以改进的粒子滤波算法(MPFT)为核心的全方位视觉导航算法,将均值... 研制了一种基于嵌入式技术和鱼眼镜头的新型全方位视觉导航器,可控制不同种类的移动机器人平台在光照剧烈变化的室内以及强日光照射下的室外环境中完成自主导航。提出一种以改进的粒子滤波算法(MPFT)为核心的全方位视觉导航算法,将均值漂移和动态阈值调整嵌入粒子滤波器,提高了跟踪算法的效率和对光照变化的适应能力。结果表明,在不同移动载体和不同导航环境的情况下,嵌入式全方位视觉导航器具有很好的通用性、鲁棒性和实时性。由于系统集图像采集、分析和处理于一体,体积小、功耗低和通用性强,具有非常广泛的工业应用前景。 展开更多
关键词 全方位视觉 鱼眼镜头 嵌入式系统 移动机器人导航
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光栅衍射型超广角激光告警系统的灵敏度分析 被引量：4
18
作者 王龙 王永仲 +3 位作者 沈学举 何永强 董红军 张维安 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期293-297,共5页
研制了光栅衍射型超广角激光告警样机，推导了系统探测灵敏度的估算公式，用1064nm脉冲激光在半视场角0°～78°范围内测试了样机的最小可探测能量密度。结果表明，半视场角0°-42°范围内，入射激光能量密度保持1．8nJ... 研制了光栅衍射型超广角激光告警样机，推导了系统探测灵敏度的估算公式，用1064nm脉冲激光在半视场角0°～78°范围内测试了样机的最小可探测能量密度。结果表明，半视场角0°-42°范围内，入射激光能量密度保持1．8nJ／cm2基本不变的情况下，告警系统I级成像光斑的灰度值约由20逐渐减小为7；48—78°范围内，告警系统的最小可探测能量密度约由2nJ／cm2逐渐增大为7nJ／cm2；分析表明，随激光入射角度增大，告警系统像差增大导致成像光斑面积变大是引起告警系统最小可探测能量密度变大的主要原因。 展开更多
关键词 激光告警 鱼眼镜头 光栅衍射 探测灵敏度
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一种基于鱼眼镜头的非均匀性校正方法 被引量：4
19
作者 范丹 何永强 +1 位作者 李计添 黄富瑜 《红外》 CAS 2009年第8期28-31,共4页
为了提高凝视型红外鱼眼侦测系统的成像质量,针对实际应用中的问题,分析了鱼眼镜头对系统非均匀性的影响。对传统的两点校正算法进行了改进,提出了基于鱼眼镜头的两点校正算法,并对校正算法的成像质量进行了讨论。通过计算,校正前的非... 为了提高凝视型红外鱼眼侦测系统的成像质量,针对实际应用中的问题,分析了鱼眼镜头对系统非均匀性的影响。对传统的两点校正算法进行了改进,提出了基于鱼眼镜头的两点校正算法,并对校正算法的成像质量进行了讨论。通过计算,校正前的非均匀性大小为0.72,校正后的非均匀性大小为0.027,系统的成像均匀性提到了提高。在非均匀性校正方面与传统的两点校正法进行了比较。结果表明,该方法具有校正精度高、成像效果好等优点。 展开更多
关键词 红外焦平面阵列 非均匀性校正 鱼眼镜头 凝视成像系统
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超大空域凝视光学系统的光阑像差 被引量：3
20
作者 王永仲 周金鹏 宫武鹏 《应用激光》 CSCD 北大核心 1998年第5期201-202,200,共3页
鱼眼透镜和超广角镜头具有很严重的光阑球差、光阑彗差。本文主题是：如何简捷计算其光阑球差以准确描述轴外物点成像光束的位置和结构以及如何利用光同阑彗差造成有效的像差渐晕以改善像面照度分布；文章提出用截断级数和微分方法解算... 鱼眼透镜和超广角镜头具有很严重的光阑球差、光阑彗差。本文主题是：如何简捷计算其光阑球差以准确描述轴外物点成像光束的位置和结构以及如何利用光同阑彗差造成有效的像差渐晕以改善像面照度分布；文章提出用截断级数和微分方法解算光阑球差近似值，用诱导迭代方法人为扩大光阑彗差以增强像差渐晕效应，并达到了预期目的。 展开更多
关键词 超广角镜头 鱼眼透镜 光阑像差 光学系统
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