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一种单目运动像机对点状运动物体的三维定位方法
  • ISSN号:1002-1582
  • 期刊名称:光学技术
  • 时间:0
  • 页码:387-391
  • 分类:TH706[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TB811[一般工业技术—摄影技术]
  • 作者机构:[1]国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073, [2]图像测量与视觉导航湖南省重点实验室,湖南长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60904084)
  • 相关项目:点目标三维运动测量的单目运动轨迹交会原理与方法研究
中文摘要:

针对单目运动像机无法确定点状运动物体三维位置的难题,提出了一种求解点状运动物体三维位置的方法,利用直线在其法平面上的投影为点这个特性,将各时刻像机光心与物体位置的连线(以下称观察视线)投影到以运动物体轨迹为法线的平面上,通过迭代使其投影线交于一点,交点对应的直线就是物体的运动轨迹,仅需要取大于等于5个时刻的数据就可以确定物体的运动轨迹。假设物体作匀速直线运动,根据各时刻像机内外参数以及运动物体的成像列出线性方程组,得到物体运动轨迹的初值;将各时刻的观察视线投影到物体运动轨迹初值的法平面上,得到一系列投影视线的交点,并通过RANSAC方法剔除交点的野值;寻找这些RANSAC后的内点的最小外接圆,其圆心就是待求解的物体运动轨迹在法平面上的投影;通过几次迭代计算,就可以得到精度较高的定位结果。仿真和实验表明,该方法不仅对沿直线运动的物体有较好的定位精度,而且将一些复杂运动看作分段直线运动进行求解,也能够取得较好的结果。

英文摘要:

In order to determine the 3D position of a moving point from a monocular moving camera, a positioning method is proposed by taking advantage of the property that the projection of a line on its normal plane is a point, the pro- jection lines of the line-of-sights on the plane which normal is the moving point trajectory intersect one point, and can get the trajectory of the point by 5 views. Firstly, that the moving point is constant velocity is supposed, the initial guess can be calculated by the linear equation set which need parameters of the camera and the images of the moving point. Second- ly, the line-of-sights are projected on the normal plane of the trajectory and some bad value can he eliminated by RANSAC from the intersection points of these the projection lines. The center of the smallest circle which satisfy all good intersection points is the projection of the moving point trajectory. The result with high precision can be obtained by sev- eral iterations. Simulation and experiment show that the method can get good results not only for the linear moving point but for the more complicated trajectory which can be divided into linear segments approximatively.

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期刊信息
  • 《光学技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国防科工委
  • 主办单位:中国兵工学会 北京理工大学 中国北方光电工业总公司
  • 主编:夏阳
  • 地址:北京海淀中关村南大街5号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:gxjs@bit.edu.cn
  • 电话:010-68913628 68948720
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-1582
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1879/O4
  • 邮发代号:2-830
  • 获奖情况:
  • 中国兵器工业总公司优秀期刊一等奖,首届国防科工委优秀期刊二等奖,美国工程索引(EI)对本刊论文的收录率为87%
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:12855