对极几何

摘要： 针对传统的同时定位与建图(SLAM)算法在动态环境中会降低自身运动估计的精确性以及系统鲁棒性的问题,提出一种适用于动态环境的视觉惯性SLAM算法——DVI-SLAM(dynamic visual inertial SLAM)。根据对极几何约束检测并去掉动态特征,利用更加精确的静态特征进行状态估计;添加视觉信息自适应权重因子,提高系统的鲁棒性。改进的SLAM算法在公开的视觉惯性数据集TUM-VI上进行相关实验,实验结果与VINS-MONO相比在高动态场景中的定位精度平均提高了47.34%。

摘要： 针对大场景三维重建中的高精度相机位姿估计问题,提出了一种基于增量式运动结构估计的相机位姿估计算法。算法采用多种约束条件,去除图像特征误匹配,为增量式运动结构估计提供良好的匹配点对集合;引入EPnP方法解决3D-2D问题,提高算法鲁棒性与稳定性;利用光束法平差进行分块优化与全局优化,防止算法陷入局部最优状况。实验结果表明,该算法计算得到的相机位姿参数具有较高的精度。

摘要： 为了提高不同图像之间的基础矩阵估计的精度与效率,提出了一种结合单应变换和对极几何约束的基础矩阵估计算法.在不同图像上提取特征点并建立匹配关系,过滤其中明显的误匹配点,并计算单应变换矩阵,由于单应变换的内点和外点在图像之间的对应关系均符合对极几何约束,通过将单应变换矩阵与外点结合,进一步计算出基础矩阵.为了验证算法的有效性,在采集的图像数据与公开的图像数据集上分别进行实验,实验结果表明,该算法与RANSAC相比,在内点率与内点平均误差上均有一定提高,具有更好的鲁棒性和有效性.

摘要： 以基础矩阵的估计为基础,使用计算机视觉的方法从一组不同角度、不同距离拍摄的同一场景所得的二维序列图像中还原出目标对象的三维空间信息,是实现基于图像的建模、即时定位与地图构建等前沿热点问题的主流解决方案.在基础矩阵估计问题中,准确性和效率是2个主要的衡量指标.准确性不够时,往往需要通过后端优化等方式花费高昂的代价对其进行修正,效率低则会影响系统的实时性.针对该问题,提出一种基于改进拟仿射变换的基础矩阵估计方法.具体来说,在QUATRE算法基础上,首先提出一种基于特定"基因-染色体"模式的种群协作方法.其次,重新定义齐次坐标系所表示的离散解空间中的种群初始化、变异和交叉等操作.此外,还提出一种基于置信度的迭代次数确定方式,用于加速本文方法.实验表明,该方法能有效剔除噪声和误匹配所产生的外点干扰,在准确性和效率方面优于LMedS、RANSAC和MSAC等方法,可有效解决基础矩阵估计问题.

摘要： 针对移动机器人在动态环境中的定位问题,文章提出了一种基于稀疏光流的动态目标判别方法,并对提取出的动态关键点进行剔除,提高动态环境下移动机器人的定位精度.将ORB特征(Oriented FAST and Rotated BRIEF)与金字塔多层LK光流(Lucas-Kanade)相结合,通过最小化光度误差追踪相邻帧图的关键点并计算关键点处的光流场,得到匹配特征点对.最后,对于匹配点对,通过对极几何约束计算极线距离,判断关键点的运动性.经实验验证,与原算法相比,该算法在高动态环境下的定位精度提高了50％以上.

摘要： 针对基于计算机视觉的安卓手机单目相机测距所面临的初始化尺度难题,提出使用步行者航迹推算算法进行尺度初始化的方案,并完成测距系统的设计与实现.该系统还融合了对极几何算法、捷联式惯性导航和步行者航迹推算算法,有效的在三角测量模型中对两位置的相机姿态进行初始化和边长估计达到测距目的.最后,通过重投影误差进行优化,增加测量精度.该研究一方面,另辟蹊径的提出步行者航迹推算进行尺度初始化的方案;另一方面,应用此方案的测距系统具有,使用简单、快速,且在小规模场景下测距精度高的优点.

摘要： 平行双目立体视觉技术中,极线几何讨论的是2个摄像机图像平面关系的概念,但在实践中,由于组装、成像等影响,极线间并不是平行的,需要进行校正.在基于对极几何的视觉定位系统中采用改进的八点算法对基础矩阵进行求解,利用基于棋盘格标定板角点和基于任意背景图像角点的方法进行基础矩阵的精度恢复.结果表明:该算法可以有效提高视觉定位系统的定位精度性能,降低定位误差.

摘要： A novel pose estimation method based on three-view geometry constraint was proposed in order to solve camera pose estimation from image sequence.Image feature points were detected by using brute force selection mechanism,and feature points were matched based on optical flow algorithm and forward-backward error.Then pose estimation based on improved essential matrix decomposition was deduced.Object function was established according to epipolar geometry constraint,and rotation matrix was iteratively computed.Then a unique solution was obtained.The first and second camera projective matrices were obtained.The object function was built based on trifocal tensor and matching points,and the third camera pose matrix that was relative to the first camera was iteratively computed.Results show that the proposed method improves the robust,position accuracy and efficiency.The method can achieve a precision estimation fast and estimate the trajectory of rotor UAV.%针对从影像中恢复摄像机位姿的问题,提出基于三视图几何约束的位姿估计算法.利用强制选择机制对影像进行特征点提取,通过光流法和前后向误差实现相邻三帧影像的特征点匹配;推导基于本质矩阵优化分解的位姿估计,利用对极几何约束构建目标函数,通过迭代优化确定旋转矩阵的唯一解,优化了唯一解的确定方法,提高了相对位姿估计效率,得到第1、2摄像机矩阵;基于三视图的几何约束关系,由三焦点张量和匹配特征点建立目标函数,由迭代过程得到第3摄像机相对于第1摄像机的位姿参数.结果表明,提出算法的鲁棒性、精度以及算法效率均优于传统算法,能够快速、准确地估计摄像机相对位姿,可以实现对旋翼无人机的轨迹跟踪.

摘要： 针对基础矩阵估计过程中因受野值影响导致估计精度下降和稳定性不高等问题,本文提出了一种新的快速鲁棒的基础矩阵估计方法.该方法首先将野值去除融入到计算基础矩阵的过程中,而不再将它作为一个独立的处理步骤.通过迭代将潜在的错误对应点剔除,从而实现基础矩阵的稳定估计.然后,在每次迭代过程中,采用对极几何误差准则来识别野值,同时获得基础矩阵的估计结果.该迭代过程收敛较快,即使存在大量匹配野值的情况下,计算值也会很快趋于稳定.仿真和实际实验结果一致表明:所提出的算法在保证类似估计精度的同时还在计算效率方面有极大地提升,相比较快的M估计法有30% 以上的速度提升,而相比于估计精度较优的MAPSAC算法甚至达到4倍以上.%In this paper,a new fast and robust fundamental matrix estimation method was proposed to solve the problem that the estimation of fundamental matrix leads to lower estimation accuracy and lower stability due to outliers.The method removed outliers into the computation of the fundamental matrix instead of taking it as an independent processing step.The potential error corresponding points were eliminated by iteration to achieve the stable estimation of the fundamental matrix.Then,the epi-polar geometry error criterion was used to identify outliers and the estimation results of the fundamen-tal matrix were obtained during each iteration.The iterative process could converge quickly,even if a large number of matched outliers were present,the calculated values would soon become stable.The results of simulation and actual experimental show that the proposed algorithm improves the estima-tion accuracy greatly,and also ensures similar calculation efficiency at the same time.Compared with the method of M-estimator,it has more than 30% speed improvement,and compared with the MAP-SAC algorithm with higher estimation accuracy,it even achieves more than 4 times.

摘要： 本文提出一种基于运动信息与背景信息相结合的视频序列配准方法.传统的方法在对视频特征进行描述时,仅仅考虑了图像间的对极几何信息或者是轨迹本身的形状信息.与此不同,本算法首先将运动目标与背景特征的空间位置关系作为一种描述符引入轨迹点的描述,同时考虑了背景图像间的对极几何约束,从而使得轨迹点的描述具有更高的区分性.实验结果表明,本算法与基于时间线约束和基于轨迹射影不变表示的方法相比,能够获得更加精确的配准结果,尤其对于场景中运动目标的轨迹近似是直线并与其对极线重合或者轨迹中存在大量局部特征相似的轨迹段的视频序列,提出的算法依然能够获取很好的配准效果.

摘要： 针对传统的双目立体视觉测量相对定向方法必须借助物方控制点的不便之处，文中提出了一种无需控制点的双目立体视觉测量中相对定向的直接解法。论文介绍了对极几何的基本原理，用八点算法求解了本质矩阵，并利用该矩阵的性质直接得到了双目立体视觉中两张像片的相对几何关系，最后，经过试验验证了算法的正确性和有效性。

摘要： 靶场光测图像处理的一个突出难题足如何分辨图像上出现的大量小目标.利用单站序列图像上目标的运动关联、目标在多站图像上像点之间的对极几何约束关系,提出了靶场多站图像多目标判读的新技术,采用单站序列图像目标卡尔曼运动轨迹预测及跟踪识别技术,以及多站图像对极几何约束同名目标匹配技术,突破了传统方法仅进行单站图像判读的局限.仿真结果证明其能有效解决多站、多目标的判读问题,已成功应用于我们研制的多套靶场图像判读系统中.

摘要： 在射影几何的概念里：平行直线相交于无限远点，平行平面相交于无限远直线，空间所有的无限 远元素共同构成无限远平面。无限远元素在图像中的成像称为消失点、消失直线和消失平面。消失点（直 线）反映了直线（平面）的方向信息，消失元素的相互关系体现了它们所对应的空间元素的不同几何关系。本文研究了：在双视图下，如何利用已知的共轭三角形，获得空间任意直线（平面）的消失点（直线）的方法，并详细分析了消失点列的射影不变量与空间直线方向角的对应关系，并把这种对应关系用于描述空间直线间、平面间、直线与平面间的几何关系之中。对多组双视图实验，判断空间元素的几何关系，实验结果验证了方法的有效性。

摘要： 在射影几何的概念里：平行直线相交于无限远点，平行平面相交于无限远直线，空间所有的无限 远元素共同构成无限远平面。无限远元素在图像中的成像称为消失点、消失直线和消失平面。消失点（直 线）反映了直线（平面）的方向信息，消失元素的相互关系体现了它们所对应的空间元素的不同几何关系。本文研究了：在双视图下，如何利用已知的共轭三角形，获得空间任意直线（平面）的消失点（直线）的方法，并详细分析了消失点列的射影不变量与空间直线方向角的对应关系，并把这种对应关系用于描述空间直线间、平面间、直线与平面间的几何关系之中。对多组双视图实验，判断空间元素的几何关系，实验结果验证了方法的有效性。

摘要： 在射影几何的概念里：平行直线相交于无限远点，平行平面相交于无限远直线，空间所有的无限 远元素共同构成无限远平面。无限远元素在图像中的成像称为消失点、消失直线和消失平面。消失点（直 线）反映了直线（平面）的方向信息，消失元素的相互关系体现了它们所对应的空间元素的不同几何关系。本文研究了：在双视图下，如何利用已知的共轭三角形，获得空间任意直线（平面）的消失点（直线）的方法，并详细分析了消失点列的射影不变量与空间直线方向角的对应关系，并把这种对应关系用于描述空间直线间、平面间、直线与平面间的几何关系之中。对多组双视图实验，判断空间元素的几何关系，实验结果验证了方法的有效性。

摘要： 在射影几何的概念里：平行直线相交于无限远点，平行平面相交于无限远直线，空间所有的无限 远元素共同构成无限远平面。无限远元素在图像中的成像称为消失点、消失直线和消失平面。消失点（直 线）反映了直线（平面）的方向信息，消失元素的相互关系体现了它们所对应的空间元素的不同几何关系。本文研究了：在双视图下，如何利用已知的共轭三角形，获得空间任意直线（平面）的消失点（直线）的方法，并详细分析了消失点列的射影不变量与空间直线方向角的对应关系，并把这种对应关系用于描述空间直线间、平面间、直线与平面间的几何关系之中。对多组双视图实验，判断空间元素的几何关系，实验结果验证了方法的有效性。

摘要： 在射影几何的概念里：平行直线相交于无限远点，平行平面相交于无限远直线，空间所有的无限 远元素共同构成无限远平面。无限远元素在图像中的成像称为消失点、消失直线和消失平面。消失点（直 线）反映了直线（平面）的方向信息，消失元素的相互关系体现了它们所对应的空间元素的不同几何关系。本文研究了：在双视图下，如何利用已知的共轭三角形，获得空间任意直线（平面）的消失点（直线）的方法，并详细分析了消失点列的射影不变量与空间直线方向角的对应关系，并把这种对应关系用于描述空间直线间、平面间、直线与平面间的几何关系之中。对多组双视图实验，判断空间元素的几何关系，实验结果验证了方法的有效性。

摘要： 在射影几何的概念里：平行直线相交于无限远点，平行平面相交于无限远直线，空间所有的无限 远元素共同构成无限远平面。无限远元素在图像中的成像称为消失点、消失直线和消失平面。消失点（直 线）反映了直线（平面）的方向信息，消失元素的相互关系体现了它们所对应的空间元素的不同几何关系。本文研究了：在双视图下，如何利用已知的共轭三角形，获得空间任意直线（平面）的消失点（直线）的方法，并详细分析了消失点列的射影不变量与空间直线方向角的对应关系，并把这种对应关系用于描述空间直线间、平面间、直线与平面间的几何关系之中。对多组双视图实验，判断空间元素的几何关系，实验结果验证了方法的有效性。

摘要： 本申请涉及一种基于极线几何的三维测量方法及系统。所述方法包括：通过结构光系统采集待测物体表面的光栅图像；采用基于双目模型的标定方法标定出结构光系统的内外参数；将所述内外参数代入设定的极值点求解公式中，解得极值点在相机像素坐标上的分布，根据所述极值点在相机像素坐标上的分布确定具有最优光栅角度的倾斜光栅图像；基于极线几何方法，根据所述倾斜光栅图像计算待测物体的三维信息。本申请实施例实现了利用单组最优倾斜光栅图像的高精度三维测量，具有最大的相位灵敏度，大大提高了三维测量的精度和速度。

摘要： 本申请公开了具有V形几何形状的发光二极管灯丝灯，其中的光引擎包括：延伸到支撑芯柱内的电引线；及与电引线电连接的具有V形几何形状的灯丝组件，其包括至少两个发光二极管灯丝，其中灯丝组件的第一端与电引线电接触并提供V形几何形状的尖部，及灯丝组件的与所述第一端相对的第二端具有比所述尖部的第一宽度大的第二宽度；及包括连接至少两个发光二极管灯丝的第二端的导电通路。

摘要： 本发明公开了极线几何约束的鱼眼相机标定方法，实施步骤如下：首先建立室内三维标定场，测量人工标志点的三维坐标以及鱼眼图像坐标，然后通过鱼眼相机与传统光学相机投影函数的关系确立鱼眼图像点与透视投影图像点的关系，用Levenberg‑Marquardt(LM算法)最小化误差，解算鱼眼图像点与空间三维坐标点的最优投影变换矩阵和基本矩阵；接着将径向畸变与切向畸变模型加入极线几何约束式，以牛顿法求解出径向与切向畸变参数，改正鱼眼图像点。最后计算鱼眼图像点与空间三维坐标点投影变换矩阵以及基本矩阵，分解投影变换矩阵，得到内外方位元素。本发明方法能计算出鱼眼相机的内参数，提高内参数的求解精度。

摘要： 本申请提供了基于归一化扩展极线几何的实时结构光重建方法及装置，涉及三维重建技术领域，首先基于摄像机和投影仪的标定矩阵计算出摄像机和投影仪的归一化矩阵；再计算出摄像机和投影仪的归一化标定矩阵；然后分别计算摄像机和投影仪各自空间中的归一化参数；计算摄像机空间中的归一化坐标，并将其存储为两个二维查找表；利用摄像机同步抓拍投影仪的投影图案，通过获取的投影图案计算归一化相位；查询二维查找表获取目标参数，并通过目标参数计算出三维点云；最后根据计算出的三维点云对待测物体进行重构，得到待测物体的三维重建结果。基于归一化扩展极线几何进行三维重建，大大降低了计算复杂度，能够达到对待测物体可实时结构光重建的目的。

摘要： 本发明公开了一种基于相位匹配与极线几何约束的数字投影仪投影标示方法，包括如下步骤：对相机和投影仪组成的测量系统进行标定；在物体表面投影相移条纹图和均匀灰度图；检测物体表面图像中对应于物体表面待投影标示特征的像素区域；求解相机图像中待投影标示区域中各像素的绝对相位值；计算相机图像中待投影特征区域像素在投影仪图像中对应像素的水平方向坐标；得到投影仪图像中的待投影标示区域，生成用于投影标示的图像，对物体表面进行投影标示。本发明将相位匹配与极线几何约束相结合，引入基于数字投仪的投影标示技术中，不需要在物体表面布置特征靶标，只需要向被测物体表面投影一组相移条纹图，便可实现对物体表面特征的投影标示。

摘要： 一种用于旋转电动机(20)的转子(100)的极片(106)，包括毂部(104)和围绕毂部(104)均匀分布的多个极段(106)。极段各自具有连接至毂部(104)的基部(116)以及沿着极片(106)的轴线(60)在轴向上与基部(116)相对地设置的顶端(118)。每个极段(106)都限定在基部(116)与顶端(118)之间延伸的在周向上相对的侧表面(120，122)。每个极段(106)还限定在侧表面(120，122)之间延伸的相对的径向外表面和内表面(124，126)。凹槽凹入到每个极段(106)的侧表面(120，122)中。凹槽(130，132)的径向最内侧部分(136)设置为靠近径向外表面。

摘要： 本发明公开了一种基于对极几何的单目深度和位姿联合估计方法，属于三维视觉领域。本发明包括深度估计和位姿估计两个部分。深度估计模块是一个结合注意力机制的卷积网络模型；位姿估计过程使用稠密光流并筛选出精确的匹配点对，基于对极几何求解出位姿；然后将位姿用于监督深度估计网络的训练。本发明设计了3种采样掩膜剔除遮挡和动态物体的误匹配，筛选出更精确的匹配用于后续的位姿求解。注意力机制在深度估计网络中的使用提高了深度估计精度并优化了深度图中边界模糊的问题。本发明将深度网络和传统几何求解位姿方法进行结合，得到的单目深度和位姿联合估计模型具有较高的精度和泛化能力，在开源数据集中取得更先进的深度估计和位姿估计结果。

摘要： 基于改进的下逼近非负矩阵对极几何估计方法，涉及计算机视觉技术。提供伴随着离群点和模型假设修剪技术的基于改进的下逼近非负矩阵对极几何估计方法。首先，使用误匹配修剪技术分析匹配对之间的关系剔除离群点(误匹配点)的影响。接着，使用模型假设修剪技术来选择有意义的模型假设。然后，引入空间约束项(空间上相邻的数据点更可能属于相同的模型假设)和稀疏约束项(稀疏非负元素更能体现数据点对模型的一致特征)到下逼近非负矩阵。最后，使用交替迭代法求解下逼近非负矩阵的u和v，从u中提取多结构模型。

摘要： 本发明公开基于对极几何的多源多尺度高分遥感影像的自动配准技术，包括:首先，利用直方图规定化和重采样将影像处理成具有相似灰度和分辨率的影像，提高SIFT匹配的效果；其次，使用宽极线匹配算法进一步增加精确的配准点对数量；最后，引入对极几何理论通过同名的配准点对计算出同名极线段，再通过同名极线段进行多源多尺度高分辨率遥感影像的配准，提高影像配准的精度。实验表明，该方法在一定程度上增加了有效配准点对的数量，且影像配准的精度明显优于传统的配准方法，极大地提高了多源多尺度高分辨率遥感影像自动配准的精度，且方法具有良好的普适性和鲁棒性，能提高多源多尺度多时相高分影像的协同处理、自动生产的效率。

摘要： 本发明公开了一种基于对极几何的单目深度和位姿联合估计方法，属于三维视觉领域。本发明包括深度估计和位姿估计两个部分。深度估计模块是一个结合注意力机制的卷积网络模型；位姿估计过程使用稠密光流并筛选出精确的匹配点对，基于对极几何求解出位姿；然后将位姿用于监督深度估计网络的训练。本发明设计了3种采样掩膜剔除遮挡和动态物体的误匹配，筛选出更精确的匹配用于后续的位姿求解。注意力机制在深度估计网络中的使用提高了深度估计精度并优化了深度图中边界模糊的问题。本发明将深度网络和传统几何求解位姿方法进行结合，得到的单目深度和位姿联合估计模型具有较高的精度和泛化能力，在开源数据集中取得更先进的深度估计和位姿估计结果。