Введение
Глава 1. Анализ состояния проблемы 15
1.1. Обоснование применения компьютерного зрения 15
1.1.1. Активные устройства 15
1.1.2. Пассивные устройства 17
1.2. Использование изображений для измерения и реконструкции 17
1.2.1. Сложности в применении методов визуальной метрологии 17
1.2.2. Недостатки фотограмметрических методов 18
1.2.3. Измерения по одиночному изображению 18
1.2.4. Измерения по двум изображениям 20
1.2.5. Измерения по трем и более изображениям 23
1.3. Основные понятия проективной геометрии 24
1.3.1. Обозначения 24
1.3.2. Однородные координаты 25
1.3.3. Точечная камера 26
1.3.4. Двойное отношение 27
1.3.5. Томография 28
1.3.6. Бесконечно удаленные точки 29
1.3.7. Бесконечно удаленные прямые Оглавление З
1.4. Анализ ошибок 31
1.4.1. Ковариационные матрицы ограниченных величин 31
1.4.2. Метод распространения ошибок 32
1.4.3. Статистическое оценивание в задачах компьютерного зрения 33
1.4.4. Определение параметров геометрической модели 34
1.4.5. Вычислительные схемы 35
1.4.6. Теоретический предел точности 36
1.4.7. Оценка максимального правдоподобия 37
1.4.8. Линейная геометрическая модель 39
1.4.9. Ренормализация 40
1.4.10. Инвариантность анализа ошибок 42
Глава 2. Измерение высоты объекта 44
2.1. Введение 44
2.2. Постановка задачи 45
2.3. Геометрический метод решения
2.3.1. Последовательность вычислений 48
2.3.2. Определение вертикальной бесконечно удаленной точки и горизонтальной бесконечно удаленной прямой 48
2.3.3. Определение эталонной точки 49
2.3.4. Определение высоты объекта 50
2.3.5. Анализ ошибок 51
2.3.6. Недостатки геометрического метода 54
2.3.7. Достоинства метода определения параметров геометрической модели 2.4. Решение методом определения параметров геометрической модели 55 2.4.1. Последовательность этапов 55
2.5. Определение бесконечно удаленной точки пучка прямых Оглавление 4
2.5.1. Постановка задачи 57
2.5.2. Теоретический предел точности 60
2.5.3. Алгоритм вычисления теоретического предела точности 60
2.5.4. Оценка максимального правдоподобия 63
2.5.5. Алгоритм вычисления оценки максимального правдоподобия 65
2.5.6. Геометрическая коррекция точек пучка 70
2.6. Определение бесконечно удаленной прямой базовой плоскости 72
2.6.1. Постановка задачи 72
2.6.2. Теоретический предел точности 73
2.6.3. Алгоритм вычисления теоретического предела точности 74
2.6.4. Оценка максимального правдоподобия 76
2.6.5. Алгоритм вычисления оценки максимального правдоподобия 78
2.7. Определение эталонных точек на прямой изображения объекта 81
2.7.1. Определение оценок эталонных точек 81
2.7.2. Определение теоретического предела точности 84
2.8. Определение томографии 85
2.8.1. Постановка задачи 85
2.8.2. Теоретический предел точности 88
2.8.3. Алгоритм вычисления теоретического предела точности 88
2.8.4. Оценка максимального правдоподобия 92
2.8.5. Алгоритм вычисления оценки максимального правдоподобия 93
2.9. Определение высоты объекта 94
2.9.1. Определение теоретического предела точности 94
2.9.2. Определение оценки высоты объекта 95
Глава 3. Экспериментальное исследование 96
3.1. Постановка задачи 96
3.1.1. Подбор экспериментального материала Оглавление 5
3.2. Численное моделирование на синтетических изображениях 97
3.2.1. Постановка задачи 97
3.2.2. Определения 99
3.2.3. Краткое описание вычисляемых величин 99
3.2.4. Синтетическая модель 104
3.2.5. Зашумленная сцена 104
3.2.6. Определение бесконечно удаленной точки пучка прямых 105
3.2.7. Определение бесконечно удаленной прямой ПО
3.2.8. Геометрическая коррекция точек пучка 115
3.2.9. Определение эталонных точек на прямой изображения объекта 119
3.2.10. Определение томографии 122
3.2.11. Определение высоты объекта 125
3.2.12. Ручной выбор точек на синтетическом изображении 127
3.2.13. Измерение высоты при использовании различных эталонов 128
3.2.14. Зависимость от фокусного расстояния камеры 128
3.3. Коррекция радиальной дисторсии 131
3.3.1. Формулы преобразования 131
3.3.2. Определение коэффициентов радиальной дисторсии 132
3.3.3. Объектив „Зенитар-М" 133
3.3.4. Объектив ,ДЭпитер-2М" 134
3.4. Реальные изображения 135
3.4.1. Реальная сцена №1 135
3.4.2. Реальная сцена №2 136
3.4.3. Описание экспериментов 136
Глава 4. Программная реализация метода и его практическое применение 141
4.1. Программная система измерения высоты Height Measurer 141
4.1.1. Представление данных 141
4.1.2. Пользовательский интерфейс 142
4.1.3. Измерение высоты 143
4.1.4. Программа определения параметров радиальной дисторсии 145
4.2. Применение метода
4.2.1. Измерение высоты людей 146
4.2.2. Измерение высоты архитектурных объектов 146
Заключение 149
Литература
