攝像機標定方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的快速發(fā)展，逐漸形成了一門新興的技術(shù)——機器視覺技術(shù)，它主要用計算機來模擬人的視覺功能從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。而智能監(jiān)控就是機器視覺的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域，它用計算機控制的攝像頭代替人來進行相關(guān)的監(jiān)控，通過對連續(xù)的視頻圖像的分析處理，最終實現(xiàn)監(jiān)控的效果。攝像機標定是智能監(jiān)控中一個重要的環(huán)節(jié)和必須解決的問題。
　　本文首先對攝像機標定的背景、定義以及基本理論進行論

2、述，接下來主要討論了三種攝像機標定方法并進行相關(guān)實驗，主要工作如下:首先詳細介紹了已有的基于二維標定板的標定算法，該算法通過消失點的性質(zhì)求取攝像機內(nèi)外參數(shù)的初始值，并使用Guass-Newton法優(yōu)化求精，并且針對該算法對特殊類型的標定圖片無法計算出正確標定結(jié)果的問題，提出改進算法進行改進，經(jīng)實驗證明，改進算法有效地解決了上述問題;其次，針對傳統(tǒng)非線性優(yōu)化方法的標定算法存在計算復(fù)雜、收斂性差、容易陷入局部最優(yōu)點、不穩(wěn)定、不能保證旋轉(zhuǎn)矩陣

3、R為正交陣等缺點，本文提出了一種基于遺傳算法的雙階段攝像機標定算法，設(shè)計了算法流程并通過實驗，驗證了這一算法不僅可以較好的解決基于傳統(tǒng)非線性優(yōu)化方法的標定算法存在的問題，并且使其標定結(jié)果也更加準確;再次，智能視頻監(jiān)控場景要求用盡量簡單常見的標定參照物、用盡量快速簡便的方法完成攝像機標定操作，基于二維標定板的標定算法，盡管標定精度較高，但不符合上述要求，因此本文針對智能視頻監(jiān)控場景攝像機標定，提出一種基于地面垂直目標（如人體）的標定算法，

4、并設(shè)計了標定流程，該算法通過地面垂直目標的頭頂點和腳底點得到垂直消失點和水平消失線，再根據(jù)這一數(shù)據(jù)進而計算得到相機的內(nèi)參和外參。由于消失點和消失線的求解精度至關(guān)重要，因此本文采用奇異值分解(SVD)和擬合求精算法來保證其精度，同時還增強了算法的魯棒性。
　　最后，本文通過實驗，驗證了基于地面垂直目標的標定算法在實際監(jiān)控場景中的應(yīng)用，即利用標定好的攝像機參數(shù)測量出圖像中兩點在實際世界中的距離，實驗證明，該算法的標定精度滿足要求，在實