一种基于RBF神经网络的摄像机标定方法与流程

文档序号:21412480发布日期:2020-07-07 14:49阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于rbf神经网络的摄像机标定方法,其特征在于:

该网络以rbf神经网络为核心,整体的步骤流程如下:

步骤1:制作黑白棋盘格标定板,使用需要标定的摄像机拍摄标定板不同角度的多组图片;

步骤2:将摄像机采集到的标定板图片进行去噪处理,随后对图像进行二值化处理并使用sift方法进行角点检测,提取棋盘格角点;

步骤3:将提取的图像平面上对应点的图像坐标以及三维世界坐标系中特征点的实际坐标输入神经网络,对rbf神经网络的参数进行初始化计算,并计算输出的均方根误差rms的值以及对调节权重、中心和宽度参数进行迭代计算;根据已经计算出的参数构造rbf神经网络,求取网络输出的误差e,若e满足循环结束条件时,则求取e中最小值所对应的变化参数的值并固定;

步骤4:将提取的图像平面上对应点的图像坐标作为神经网络的输入,将三维世界坐标系中特征点的实际坐标作为神经网络的输出,按照步骤3中确定的神经网络参数值构建神经网络;

步骤5:经过摄像机采集到的坐标数据的训练后,对摄像机进行系统标定;经过这样一个rbf神经网络的训练,可以获得物体实际坐标点和图像点之间较为精确的对应关系。

2.根据权利要求1所述一种基于rbf神经网络的摄像机标定方法,其特征在于:sift(scale-invariantfeaturetransform)是一种检测局部特征的算法,sift算法本质在于提取图像关键点,也就是在不同尺度空间下具有方向信息的局部极暗点,sift进行角点检测分为以下步骤:尺度空间极值检测、关键点定位、方向确定和关键点描述;

建立尺度空间的原因是为了模拟数据的多尺度特征,对于一个二维图像的尺度空间定义为:

其中是尺度可变的高斯函数,是尺度空间因子,反映了图像被平滑的程度,值越小表征图形被平滑程度越小,相应尺度越小;在sift算法中使用尺度空间中的差分高斯(differenceofgaussina,dog)子作为极值判别依据,定义如下:

sift算法通过对两个相邻高斯尺度空间上的图像相减来得到,一个点如果在dog尺度空间本层以及上下两层的26个领域中是最大或最小值时,就认为该点是图像在该尺度下的一个特征点。

3.根据权利要求1所述一种基于rbf神经网络的摄像机标定方法,其特征在于:rbf神经网络设计,该网络为一种基于高斯核的rbf神经网络拓扑结构,共分为三层:输入层、隐含层和输出层:

第一层输入层:由信号源节点构成,仅起到数据信息的传递作用,对输入信息不做任何变换;

第二层隐含层:节点数视需要而定,隐含层神经元核函数是高斯函数,对输入信息进行空间映射的变换;

第三层输出层,对输入模式做出响应,输出层神经元的作用函数为线性函数,对隐含层神经元输出的信息进行线性加权后输出,作为整个神经网络的输出结果;

对该rbf神经网络的如下参数进行初始化:

1输入向量x

2输出向量y

3希望输出向量o

4隐含层至输出层的连接权值

5隐含层各神经元的中心参数以及宽度向量;同时确定迭代终止精度ɛ的值;

随后按下式计算网络输出的均方根误差rms的值:

若rms≤ɛ,则训练结束,否则迭代计算调节权重,中心和宽度参数。


技术总结
一种基于RBF神经网络的摄像机标定方法,用于智能视觉系统的标定;基于动态衰减调节技术的RBF网络模型能够在学习过程中动态地调节自身的拓扑结构:包括动态调整自身的神经网络隐含层节点数目、高斯函数宽度等。利用该神经网络进行摄像机标定时,不需要预先建立成像系统的模型结构,直接学习系统输入输出数据,归纳出成像系统的输入输出关系,计算简单,同时还能够对整个成像过程中的非线性畸变进行矫正和补偿,获得更高的精度。

技术研发人员:徐江涛;常宇慧;史兴萍;于子涵;路凯歌
受保护的技术使用者:天津大学青岛海洋技术研究院
技术研发日:2018.12.29
技术公布日:2020.07.07
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