攝像機(jī)標(biāo)定方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，逐漸形成了一門(mén)新興的技術(shù)——機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，它主要用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的視覺(jué)功能從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。而智能監(jiān)控就是機(jī)器視覺(jué)的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，它用計(jì)算機(jī)控制的攝像頭代替人來(lái)進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)控，通過(guò)對(duì)連續(xù)的視頻圖像的分析處理，最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的效果。攝像機(jī)標(biāo)定是智能監(jiān)控中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)和必須解決的問(wèn)題。
　　本文首先對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定的背景、定義以及基本理論進(jìn)行論

2、述，接下來(lái)主要討論了三種攝像機(jī)標(biāo)定方法并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，主要工作如下:首先詳細(xì)介紹了已有的基于二維標(biāo)定板的標(biāo)定算法，該算法通過(guò)消失點(diǎn)的性質(zhì)求取攝像機(jī)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(duì)該算法對(duì)特殊類(lèi)型的標(biāo)定圖片無(wú)法計(jì)算出正確標(biāo)定結(jié)果的問(wèn)題，提出改進(jìn)算法進(jìn)行改進(jìn)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)算法有效地解決了上述問(wèn)題;其次，針對(duì)傳統(tǒng)非線(xiàn)性?xún)?yōu)化方法的標(biāo)定算法存在計(jì)算復(fù)雜、收斂性差、容易陷入局部最優(yōu)點(diǎn)、不穩(wěn)定、不能保證旋轉(zhuǎn)矩陣

3、R為正交陣等缺點(diǎn)，本文提出了一種基于遺傳算法的雙階段攝像機(jī)標(biāo)定算法，設(shè)計(jì)了算法流程并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了這一算法不僅可以較好的解決基于傳統(tǒng)非線(xiàn)性?xún)?yōu)化方法的標(biāo)定算法存在的問(wèn)題，并且使其標(biāo)定結(jié)果也更加準(zhǔn)確;再次，智能視頻監(jiān)控場(chǎng)景要求用盡量簡(jiǎn)單常見(jiàn)的標(biāo)定參照物、用盡量快速簡(jiǎn)便的方法完成攝像機(jī)標(biāo)定操作，基于二維標(biāo)定板的標(biāo)定算法，盡管標(biāo)定精度較高，但不符合上述要求，因此本文針對(duì)智能視頻監(jiān)控場(chǎng)景攝像機(jī)標(biāo)定，提出一種基于地面垂直目標(biāo)（如人體）的標(biāo)定算法，

4、并設(shè)計(jì)了標(biāo)定流程，該算法通過(guò)地面垂直目標(biāo)的頭頂點(diǎn)和腳底點(diǎn)得到垂直消失點(diǎn)和水平消失線(xiàn)，再根據(jù)這一數(shù)據(jù)進(jìn)而計(jì)算得到相機(jī)的內(nèi)參和外參。由于消失點(diǎn)和消失線(xiàn)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(lái)保證其精度，同時(shí)還增強(qiáng)了算法的魯棒性。
　　最后，本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了基于地面垂直目標(biāo)的標(biāo)定算法在實(shí)際監(jiān)控場(chǎng)景中的應(yīng)用，即利用標(biāo)定好的攝像機(jī)參數(shù)測(cè)量出圖像中兩點(diǎn)在實(shí)際世界中的距離，實(shí)驗(yàn)證明，該算法的標(biāo)定精度滿(mǎn)足要求，在實(shí)