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OpenCV 4基础篇| OpenCV简介

机器人视觉:OpenCV可用于机器人视觉领域,如障碍物检测、地标识别自主导航等。 游戏开发:OpenCV也可以用于游戏开发,如虚拟现实、增强现实等。...工业检测:OpenCV在工业检测中也有应用,如缺陷检测、产品分类、机器视觉等。 其它:OpenCV还提供了各种图像处理滤波函数,如图像平滑、边缘检测、图像增强等,可以应用于图像编辑、图像恢复等领域。...SVM; HOG等 photo 用于计算摄影处理恢复照片的算法 stitching 图像拼接,利用图像特征进行图像拼接 video 视频处理,包括背景分割、视频跟踪等 videoio 负责视频文件的读取写入...freetype 用于在图像上绘制文本的功能模块。它提供了一些函数类,可用于在图像中添加文字,包括选择字体、设置字体大小、指定颜色、位置对齐方式等。...具有静态、运动“物体性”显著性的计算例程。 sfm 该模块包含2D图像进行三维重建的算法。该模块的核心是Libmv的轻量级版本 shape 提供了一些形状相关的功能操作 stereo 立体匹配。

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PL-VINS:实时基于点线的单目惯导SLAM系统

在我们的方案中,LiDAR数据两个方面增强了SfM算法: 1)LiDAR云用于检测排除无效的图像匹配,使基于立体相机的SfM方案对视觉模糊具有更强的鲁棒性; 2)LiDAR云与视觉特征在联合优化框架中相结合...初始化:利用预处理的测量信息进行初始化系统,初始化后触发下一个线程所需的值输入。首先,在多个帧中估计一个由高比例相机姿态、线地标组成的图结构。...C,线特征三角化路标点 在前面的步骤中,我们在图像平面上建立(2D)线特征对应,现在我们通过三角化对应来估计相应的3D线路标。...最后一行总结,PL-SLAM是更好的方法,因为通过额外利用线路特性,与VINS Mono相比,位置误差平均降低16%。 下图提供关于3D运动轨迹的直观比较。...图5提供了MH-04中的一个可视化示例,其中,PL-VINS还重建了线地标地图,并通过跟踪它来恢复运动。 ? V2-03困难数据集中VINS-MonoPL-VINS环的三维轨迹比较。 ?

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最新SOTA!隐式学习场景几何信息进行全局定位

论文浅谈 全局视觉定位是指利用单张图像,根据已有的地图,估计相机的绝对姿态位置方向)。这种技术可以应用于机器人和增强/虚拟现实等领域。...这种表达方式使我们能够引入额外的学习约束,以最小化两个 3D 场景表示之间的 3D 配准误差全局 3D 场景表示与 2D 图像像素之间的 2D 重投影误差,从而提高定位精度。...给定深度,其形成相机透视图中的 Z 坐标,给定相机内参,X Y 直接图像像素深度获得。...位置误差是指估计的相机位置真实位置之间的欧氏距离,方向误差是指估计的相机方向真实方向之间的角度差。实验结果表明,本文的方法在所有数据集上都超过了现有的回归方法的姿态精度。...并且可以实时地单张图像中估计出场景的三维几何信息,并通过对齐得到姿态。 表I:我们的方法最先进的定位方法在剑桥地标数据集7场景数据集上的姿态误差的比较。

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一文了解动态场景中的SLAM的研究现状

对象提取 这篇文章将2D对象检测初级图像特征用于3D长方体的检测评分。看似简单的方法对椅子汽车的检测都具有非常好的效果。但是基于深度学习的方法可以得到更加精确的结果。 ?...2D相机对象误差:3D测量中,我们可以将长方体的8个角投影到相机图像中。这8个的最小边界框应与每帧的2d检测边框一致。 我们要注意到,这种2D-3D一致的假设并不总是正确。...-匹配:关键与对象轮廓(凸包由2D图像中的8个投影角对接)内的ORB特征匹配,同时与静态背景匹配。 -对象匹配:没有明确说明,但是当一个点在该对象的对象轮廓内时,应将其与该对象关联。...运动误差:预测的位姿应该与图像帧中的3D位置保持一致。通过运动学模型可以进行运动估计。它涉及车辆的3维位置,速度,转向角。...2D关键点到3D形状 数据关联 -匹配:基于描述符特征的关键匹配,类似于ORB-SLAM。 对象-对象匹配:本文没有明确提及,但对象与对象之间的匹配是必须的,任何2D对象跟踪方法都可以使用。

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汇总|3D人脸重建算法

通过3D-to-2D映射矩阵将三维人脸形状标志关联起来。在每次迭代中,首先通过一个地标回归器估计对地标的平差,然后利用该地标平差通过一个形状回归器估计三维人脸形状平差。...本文通过一个简单的CNN架构来实现这一,该架构单个2D图像执行3D面部几何体的体积表示的直接回归。...3、 通过一个简单的CNN架构实现这一,该架构单个2D图像直接回归3D面部几何图形的体积表示。...为了实现这一目标,设计了一种称为UV位置图的二维表示方法,该方法在UV空间中记录完整人脸的3D形状,然后训练一个简单的卷积神经网络将其单个2D图像中回归。...2、 为了直接回归三维面部结构密集排列,开发了一种新的表示方法,称为UV位置图,它记录了三维人脸的位置信息,并与UV空间上每个的语义紧密对应。

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基于语义地图的单目定位用于自动驾驶车辆

一方面标准的矢量高精(HD)地图通常需要专业的数据采集设备大量的人力进行标注。另一方面,由于维度下降缺陷,正确地2D图像中的目标转换为3D真实形状是一个具有挑战性的问题。...我们使用卷积神经网络(CNN)摄像头捕获的图像中提取语义信息。通过逆透视映射(IPM)使用地面像素(如地标、人行横道、车道线)构建局部地图,并与全局地图对齐。...随后带有旋转补偿的IPM模型用于计算特定像素的投影坐标,并准确恢复它们在空间中的3D位置,图6(a)展示了基本IPM模型产生的畸变的鸟瞰图像。...优化求解器 在对第k帧图像进行位姿优化之前,必须准备车辆状态,包括先验姿态以及地面标记杆状特征的位置。然后使用迭代非线性优化方法将当前特征与全局语义地图进行匹配,从而得到车辆的当前姿态。...在(c)(d)中,白色表示动态加载带有网格区域的车道标记地图,黄色表示当前本地车道标记地图,该地图经过姿态优化后投影到世界坐标系。图像中的绿色像素表示在姿态估计期间使用的车道标记特征。

10610

谷歌AI良心开源:一部手机就能完成3D目标检测,还是实时的那种

它可以在移动端设备上,实时地确定物体的位置、方向大小。 ? 这个pipeline检测2D图像中的物体,然后通过机器学习模型,来估计它的姿态大小。 那么,它具体是怎么做到的呢?...为了标记groud truth数据,研究人员构建了一个新的注释工具,并将它AR会话数据拿来一起使用,能让注释器快速地标记对象的3D边界框。 这个工具使用分屏视图来显示2D视频帧,例如下图所示。...左边是覆盖的3D边界框,右边显示的是3D云、摄像机位置检测平面的视图。 ? 注释器在3D视图中绘制3D边界框,并通过查看2D视频帧中的投影来验证其位置。...用于3D目标检测的机器学习pipeline 为了达到这个目的,研究人员建立了一个单阶段的模型,从一个RGB图像预测一个物体的姿态物理大小。...为了获得边界框的最终3D坐标,还利用了一个成熟的姿态估计算法(EPnP),可以在不知道物体尺寸的前提下恢复物体的3D边界框。 有了3D边界框,就可以很容易地计算出物体的姿态大小。 ?

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【世界最大人脸对齐数据集】ICCV 2017:距离解决人脸对齐已不远

效果展示:使用论文提出的网络(被作者称为“世界上最准确的人脸对齐网络”)检测面部特征2D3D坐标都适用。...为了解决3D人脸对齐数据集少的问题,我们进一步提出了一种将2D注释转换为3D注释的2D特征CNN方法,并使用它创建LS3D-W数据集,这是迄今最大、最具挑战性的3D人脸特征点数据集(约230000张图像...2D-to-3D-FAN网络架构:基于人体姿态估计架构HourGlass,输入是RGB图像2D面部地标,输出是对应的3D面部地标。 ? 2D-FAN标记结果 ?...(b)我们创建了一个将2D特征标注转换为3D,并统一所有现有的数据集,从而创建了迄今最大、最具有挑战性的3D人脸特征点数据集LS3D-W(约230000张图像)。...训练测试代码以及数据集可以 https://www.adrianbulat.com/face-alignment/ 下载。

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3DPose 实现三维人体姿态识别真香 | 代码干货

2D人体姿态估计的目标是定位并识别出人体关键,将这些关键点按照关节顺序相连形成在图像二维平面的投影,从而得到人体骨架。3D人体姿态估计的主要任务是预测出人体关节点的三维坐标位置和角度等信息。...在实际应用中,由于3D姿态估计在2D姿态估计的基础上加入了深度信息,其对于人体姿态的表述比2D更为精准,因此其应用范围研究价值都要高于2D人体姿态估计,但是3D姿态估计的难度也更高,存在着遮挡,单视角...其中建模是三维人体姿态估计一个很重要的方面,目的是表示输入数据中提取的关键特征。...1.2 方法总结: 传统方法很多是采用基于人体模型的方法来描述推断人体姿态,通过算法提取图像姿态特征,因此对特征表示关键的空间位置关系这两个维度有比较高的要求,除去边界、颜色这类低层次特征,典型的有尺度不变特征变换...基于深度学习的人体姿态估计可以通过建立网络模型在图像数据上进行训练学习,直接得到最有效的表征方法,其核心是深度神经网络,主要是利用卷积神经网络图像中提取出比人工特征语义信息更丰富、准确性更高更具鲁棒性的卷积特征

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​OA-SLAM:在视觉SLAM中利用物体进行相机重定位

主要贡献 目前的先进SLAM方法如ORB-SLAM2,依赖于词袋描述子来寻找相似图像,以及基于外观的局部特征,如ORB或SIFT,用于在查询图像中的关键地图中的地标之间寻找匹配。...我们的主要贡献包括: 改进的重新定位方法,结合了物体的优势,能够大量不同视角估计相机姿态。 一个完全自动的SLAM系统,能够实时识别、跟踪重建物体。...鉴于透视n(PnP)计算得出的姿态物体对应关系得出的姿态更精确,我们的主要想法是通过从2D/3D物体对应关系计算得出的姿态来引导匹配。...通常,这个姿态足够使地标点的投影类似于检测到的,从而可以轻松地进行对应,并用于定位。...(7-9)当重建的场景再次可见时,重新定位模块对象中估计相机姿态,建立匹配并使跟踪建图继续进行。

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自动驾驶车辆在结构化场景中基于HD-Map由粗到精语义定位

直接法:不需要显式的关键点检测器或特征描述子,它可以自然地所有具有强度梯度的图像区域中采样像素,例如,基于图像梯度图像对齐来估计帧间姿势,利用边缘特征进一步用于生成用于姿势优化的深度图像等。...,图2的跟踪部分中的图形显示了上述语义元素,在定位系统中,可以根据当前车辆位置给定的搜索半径查询地图元素,对于查询到的地标,我们以固定长度间隔采样作为地标代表。...通过使用语义分割图进行非线性优化来实现车辆姿态估计,这里使用不同的后处理方法对高精地图中的不同元素进行语义分割,给定车道极点的分割结果,使用腐蚀膨胀操作生成梯度图像,对于标志地标,采用拉普拉斯变换提取边缘信息...全局地图元素(LA、POSB)裁剪局部地图将使用当前粗略的车辆姿势在预定义的阈值距离内全局地图查询,然后利用查询到的局部地图进行无漂移视觉定位,将地图元素E投影回图像P。...其次,通过与高精地图元素的图像对齐来细化6自由度车辆姿态,基于图像语义分割形态学操作,已经建立了代价图,通过非线性优化(Levenberg-Marquardt(LM))解决对准问题,如果场景中缺少垂直地标

1.2K30

单幅图像到双目立体视觉的3D目标检测算法(长文)

近年来,借助于二维图像层面的目标检测识别的性能提升,针对如何恢复三维空间中物体的形态空间位置,研究者们提出了很多有效的方法策略。...相机得到图像信息,需要正确计算图像三维的对应关系,而雷达深度相机可以直接得到点云或者的空间位置。按照传感器输入数据的不同,可以把3D目标检测分为如下几类: ?...图2:根据输入信号的不同,3D目标检测的分类 云获取目标信息是比较直观准确的3D目标检测方法,由于的深度数据可以直接测量,3D检测问题本质上是3D的划分问题,Chen[4]等人通过扩展2D检测算法提出了一些利用云特征估计物体位置的方法...在论文中,对车辆的3D姿态位置进行建模的参数包括:车辆的姿态包括车辆在场景中的位置车辆相对于摄像机的角度,包括两方面参数:3D包络的中心位置相对相机的偏移T = [tx,ty ,tz]T,车辆的旋转矩阵...本文的创新是充分利用3D表面在2D图像的投影特征,进行区分判别。 本方法以单张图像为输入,由粗到细逐步恢复目标(车辆)的3D结构。

3.5K20

用 Python 实现抖音尬舞机

援引官方说法,“尬舞机”主要应用了今日头条 AI Lab 自主开发的“人体关键点检测技术”,依靠这项技术,抖音能够检测到图像中所包含人体的各个关键位置,从而实现从用户姿态到目标姿态的准确匹配。...以上这些体感游戏,都牵涉到计算机视觉中的一个细分领域:人体姿态估计(pose estimation),即识别图像中的人体关键(人体上有一定自由度的关节,如头、颈、肩、肘、腕、腰、膝、踝等)并正确的联系起来...,通过对人体关键点在三维空间相对位置的计算,来估计人体当前的姿态。...人体姿态估计有不少难点,比如:如何图片中区分出人和背景;如何定位人体的关键;如何根据二维的关键坐标计算出三维中的姿态;如何处理四肢交叉或遮挡的情况;如何定位多人;如何提升计算速度等等。...注意在 OpenCV 坐标系里,图像的坐标原点是左上角。 效果: ? 如此,一个简单的动作识别程序就有了。

1.5K20

手眼标定_全面细致的推导过程

举一个生活中常见的例子——用手移动物体: 第一步:眼睛观察到三维世界,并将其转换到视网膜平面(三维空间转换到二维平面)传送信息给大脑; 第二步:大脑想要移动某个物体,假设想要将物体A移动B(二维坐标...这个实际上eye-to-hand类似。 可以快速有效地标定被测物体的坐标。...六个自由度 ●三个位置:x、y、z(第六轴法兰盘圆心相对于原点的偏移量) ●三个角:Rx、Ry、Rz(第六轴法兰盘的轴线角度,由初始姿态即竖直向上绕x轴旋转Rx度,再绕Y轴旋转Ry度,再绕Z轴旋转Rz度得到...中的findChessboardCorners函数,找到内角(如果结果不好,继续提取亚像素); ●将左右相机的像素对应起来,得到匹配的2d; ●使用空间异面直线的方法,用对应的2d计算出以右相机为世界坐标系的...; ●第三个参数corners,用于存储检测到的内角图像坐标位置,一般用元素是Point2f的向量来表示:vector image_points_buf; ●第四个参数flage:用于定义棋盘图上内角查找的不同处理方式

3.9K21

3D鸟类重建—数据集、模型以及单视图恢复形状

为了解决这个问题,作者首先引入了一种模型多视图优化方法,来捕捉鸟类独特的形状姿势空间。然后介绍了一种用于单视图准确恢复鸟类姿势的方法,还包括鸟类的关键、mask外形。...然后利用模型先验知识训练神经网络,直接关键轮廓数据回归姿态参数。这些姿态参数可以用来初始化一个单视图优化程序,以进一步细化身体姿态形状。 ?...使用基于优化的方法将网格模型与多视点关键轮廓数据相匹配,以获得精确的形状空间姿势先验。 开发了一种基于神经网络的模型,用于单一视图恢复鸟类的形状姿态。...相关工作 人体姿势形状的估计:最近在人体姿态估计方面已经利用了强大的2D联合检测器、3D姿态先验以及低维的人体关节三维形状模型。...单一视图恢复鸟类姿势形状的整体方法 完整图像中的鸟类检测:使用预先训练过的用于COCO实例分割的Mask R-CNN来检测鸟类,并且移除没有鸟类的实例,只剩下鸟类背景。

73310

​基于点线特征的激光雷达+单目视觉里程计

更具体地说,我们的系统融合了摄像机跟踪过程中的线特征作为地标,并将基于线的地标的重投影误差作为后端束调整的因素。...在传感器融合过程中,提出了一种鲁棒的方法激光雷达数据中提取线的深度,并利用该深度辅助相机跟踪。 这样避免了仅仅基于可能模糊的三维三角化创建的三维地标,特别是对于三维直线。...点线深度提取 在本节将介绍一种激光雷达数据中提取线深度的方法。 这里,2D特征的深度是指其对应的3D的深度,2D线特征的深度是指两个端点对应的3D地标的深度。 ?...其核心思想是融合由ICP对齐步骤计算出的相对相机姿态,通过比例校正优化来调整新估计的关键帧相机姿态相关的3D地标。 ? E....将三维直线地标L_w重新投影到图像平面上,产生与线段li(左)匹配的二维直线Li,其中p0Q0是提取的深度先验值。重投影的直线Li匹配线段li之间的误差由其两个端点到直线的距离定(右) F.

81020

一个通用的多相机视觉SLAM框架的设计评估

图2:显示了两个示例的多相机图像帧,显示了(a)重叠(OV)设置的正面摄像头(b)非重叠(N-OV)配置的三个摄像头中提取的图像特征相同场景。...根据它们的位置,组成摄像机组的摄像机可以具有重叠的视场,利用了重叠的图像来计算强度特征,将重叠的图像区域关联到属于场景中特定3D的特征组,而不是独立地使用组成摄像机的特征,这与大多数现有的摄像机系统不同...对于每个组件相机c_i,我们找到与c_i具有共同 FoV 的相机集合 C中的公共图像区域,相机对 (c_i, c_j) 开始,我们首先将 c_i 的图像分成 2D 网格。...在这里,测量函数hk通过一系列转换将地标映射到预测观测值z^k,首先,使用车身姿态组件相机的相对位姿,通过SE(3合成得到相机在世界坐标系中的姿态wTc,三维地标世界坐标系变换到相机坐标系下,最后,...图3:多摄像头后端的因子图,姿态Xi,地标lj相对相机姿态Cp是要进行优化的变量,因子以黑色方块节点显示,表示对变量的约束。

51130

基于点线特征的激光雷达单目视觉里程计

更具体地说,我们的系统融合了摄像机跟踪过程中的线特征作为地标,并将基于线的地标的重投影误差作为后端束调整的因素。...在传感器融合过程中,提出了一种鲁棒的方法激光雷达数据中提取线的深度,并利用该深度辅助相机跟踪。这样避免了仅仅基于可能模糊的三维三角化创建的三维地标,特别是对于三维直线。...这里,2D特征的深度是指其对应的3D的深度,2D线特征的深度是指两个端点对应的3D地标的深度。 一个简单的线深度提取说明。...其核心思想是融合由ICP对齐步骤计算出的相对相机姿态,通过比例校正优化来调整新估计的关键帧相机姿态相关的3D地标。 E....将三维直线地标L_w重新投影到图像平面上,产生与线段li(左)匹配的二维直线Li,其中p0Q0是提取的深度先验值。重投影的直线Li匹配线段li之间的误差由其两个端点到直线的距离定(右) F.

58010

5_相机标定2_calibrateCamera()与内外参

彩色角图片镇楼 opencv官方文档: https://docs.opencv.org/4.8.0/d4/d94/tutorial_camera_calibration.html https://docs.opencv.org...#gaebfc1c9f7434196a374c382abf43439b 相机标定目的: cv::calibrateCamera()的函数调用可以得到相机内参矩阵、畸变系数、旋转矩阵和平移矩阵(即每一幅图像姿态位置...畸变系数可以用来矫正图像。使用工业相机标定后,感觉图像畸变很小,所以买了一个USB免驱的摄像头(100块),货到之后再标定相机一次看看效果。相机内参矩阵可以让我们将3D坐标转为2D图像坐标。...cameraMatrixdistCoeffs是相机的内参。...注意,需要的图像数量随着求解参数数量而急剧增加。 rvecstvecs是外参信息。它们说明在每幅图片中标定板相对于相机的姿态位置

15010

DSP-SLAM:具有深度形状先验的面向对象SLAM

通过语义实例分割检测目标,并通过一种新的二阶优化算法,以特定类别的深度形状嵌入作为先验估计目标的形状姿态。我们的对象感知捆集调整构建姿势图,以联合优化相机姿势、对象位置特征。...主要贡献 虽然DSP-SLAM不是第一个利用形状先验图像序列进行3D重建的方法,但它在许多方面都有所创新。...系统概述:DSP-SLAM输入单目或双目的实时图像流,推断对象mask,并输出特征稠密对象的联合地图,稀疏SLAM主模块提供每帧相机姿势3D云,在每个关键帧处,使用三维曲面一致性渲染深度损失的组合...稀疏SLAM框架:ORB-SLAM2用作跟踪建图主框架,这是一种基于特征的SLAM框架,可对单目或双目序列进行操作,当跟踪线程根据对应关系以帧速率估计相机姿态时,建图线程通过重建三维地标来构建稀疏地图...检测:我们在每个关键帧执行对象检测,共同推断2D边界框分割mask,此外,通过检测3D边界盒获得物体姿态估计的初始估计。

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