數(shù)碼相機定位模型

1、1數(shù)碼相機定位模型數(shù)碼相機定位模型摘要摘要本文利用光學原理建立物體成像位置關系的數(shù)學模型，解決了相機系統(tǒng)標定中的如何確定靶標圓心對應像坐標和固定相機的相對位置等問題。針對如何確定靶標圓心對應像坐標問題，我們分析討論了各種影像分析方法，基于針孔成像原理和相機坐標系變換矩陣的思想，建立了線性相機模型，利用透視變換矩陣確定攝像機的位置標定思想給出算法，通過找靶標和像平面上對應公切線切點的方法取點，利用取定的點和算法求得相機成像內(nèi)外參數(shù)，利用M

2、ATLAB編程求解，求得靶標圓心對應像坐標。結果如下：在問題1要求的三維坐標系下ABCDE圓心對應的像坐標是（單位：mm）：（50.78，50.93，417.20），（24.42，48.88，417.20），（32.77，44.44，417.20），（18.33，32.20，417.20），（60.37，31.53，417.20）.針對設計一種方法檢驗我們模型的問題，我們采用最小二乘法擬合橢圓，確定中心點，改變所選取的標定點，求得多組中

3、心的值，比較每組中心值與擬合的中心點，差別不大。并對方法的精度和穩(wěn)定性進行了討論。針對如何確定兩部固定相機相對位置的問題，以物坐標為中間變量，通過坐標矩陣的變換建立模型，給出算法，最終確定兩部相機的相對位置。本論文通過兩種方法對比分析，結果相對吻合，模型的可信度較高?？紤]到畸變因素的影響，本論文進行了模型改進，使模型具有更高的精度，有較強的推廣性。關鍵詞：關鍵詞：針孔成像線性相機模型坐標系變換矩陣公切線切點最小二乘法擬合橢圓32.7假設

4、不考慮照相機畸變。2.8有效焦距為相機鏡頭光學中心到像平面的距離，即像距。f3、符號說明、符號說明：圖像像素坐標系fffOxy：像點像素坐標()uv：圖像物理坐標系OXY：像點物理坐標()XY：物點相機坐標系()cccxyz：世界坐標系wwwOxyz()wwwxyz：物點世界坐標：旋轉(zhuǎn)正交變換矩陣R：平移變換矩陣T：有效焦距f：為相機成像內(nèi)部參數(shù)陣1M：為相機成像外部參數(shù)陣2M：稱為投影矩陣M4、模型建立及求解、模型建立及求解4.1問題

5、問題14.1.1問題分析問題分析本問題的整體思路是：在僅已知物平面和像平面，相機的其他屬性參數(shù)未知的前提下，建立照相機模型，確定靶標（物平面）上的點到該照相機像平面的像坐標的映射關系，其中包括照相機成像系統(tǒng)內(nèi)外幾何及光學參數(shù)的標定，從而達到只要給定標靶上的點，就可直接通過模型求得其像坐標的目的。在具體建立照相機模型時，由于照相機與攝相機在成像原理上沒有本質(zhì)區(qū)別，因此沿用現(xiàn)有比較成熟的攝機標定技術的理論思想。對于問題1，根據(jù)假設，靶標和像