基于单摄像机的昆虫自由飞行参量三维重构  被引量:7

Three-Dimensional Reconstruction of Free-Flying Insect Based on Single Camera

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作  者:赵创新[1,2] 徐进良[1] 张永立[1] Zhang Yang 

机构地区:[1]中国科学院广州能源研究所微能源系统实验室,广州510640 [2]中国科学院研究生院,北京100039 [3]曼彻斯特理工大学航空机械制造系,英国

出  处:《光学学报》2006年第1期61-66,共6页Acta Optica Sinica

基  金:国家自然科学基金(10272102);中国科学院国际合作重点项目资助课题

摘  要:研究昆虫飞行的三维空间运动参量需要对二维图像进行重构,传统的重构方法是采用两个或者多个相机从不同角度拍摄以获得同时刻不同角度的图像。介绍了一种采用单一相机完成三维重构的方法。通过在单相机镜头前面附加四块两两平行的平面镜组来获得三维信息,该装置可以在同一照片上获得物体两个角度的观察图像,等效于用两个高速摄影仪对昆虫的飞行进行拍摄。分别标定出每个等效摄像机的参量,根据机器视觉原理进行三维重构。实现了用单个相机完成昆虫自由飞行状态的翅膀三维参量重构过程,避免采用多个相机的需要增加复杂同步电路以及引起的高额费用,同事也克服了过去基于单相机的三维重构需要增加某些假设所引起的与真实飞行的差异。Studying three-dimensional dynamic parameters of an insect flight requires reconstructing from 2D images, and two or more cameras are needed to capture images from different angles at the same time in the conventional method. A new method has been introduced. By adding four plane mirrors onto a high-speed camera, two different images are projected on the same frame, which is equivalent to that obtained using two cameras. Through calibrating the two optical paths, the external and intrinsic parameters can be computed, and then the threedimensional information of fly's wings by using the mechanism of machine vision can be constructed. In contrast with conventional methods it is simple, inexpensive for three-dimensional reconstruction; moreover, there is no assumptions during reconstruction.

关 键 词:光学测量 仿生学 自由飞行 三维重构 

分 类 号:Q96[生物学—昆虫学] TB8[一般工业技术—摄影技术]

 

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