攝像機(jī)標(biāo)定相關(guān)問題研究.pdf

1、攝像機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺中獲取物體空間信息的前提,是三維重建中必不可少的一個(gè)步驟,也是立體視覺研究的重要組成部分。標(biāo)定結(jié)果的好壞影響著三維測量的精度和三維重建的結(jié)果,同時(shí)實(shí)時(shí)的標(biāo)定也可以更好的滿足導(dǎo)航等機(jī)器視覺的需要,因此研究攝像機(jī)標(biāo)定方法具有重要的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文圍繞攝像機(jī)標(biāo)定這個(gè)主題,對攝像機(jī)標(biāo)定的相關(guān)問題進(jìn)行了總結(jié)、分析和研究,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　 1、作為攝像機(jī)標(biāo)定的第一步,角點(diǎn)

2、坐標(biāo)的準(zhǔn)確提取會對標(biāo)定的精度產(chǎn)生很大的影響。本文在Harris角點(diǎn)檢測的基礎(chǔ)上,提出了一種新的角點(diǎn)檢測方法。該方法先遍歷圖像的每一個(gè)像素,計(jì)算像素周圍8鄰域內(nèi)與其灰度值相似的點(diǎn)的數(shù)目,根據(jù)相似點(diǎn)數(shù)目的大小,選出部分像素點(diǎn)作為角點(diǎn)候選點(diǎn);然后再對候選點(diǎn)進(jìn)行Harris角點(diǎn)提取,這樣便縮小了復(fù)雜的高斯濾波運(yùn)算的范圍,提高了運(yùn)算速度;最后對提取出的單像素角點(diǎn)進(jìn)行亞像素精度提取,提高了角點(diǎn)檢測的精度。
　　 2、分析和總結(jié)了國內(nèi)外幾種攝

3、像機(jī)標(biāo)定方法,對傳統(tǒng)標(biāo)定方法中的兩步法進(jìn)行了深入的研究。針對第二步中最小化重投影誤差求出標(biāo)定參數(shù)的最優(yōu)解這個(gè)非線性最小二乘問題,提出了改進(jìn)的LM法。該方法在增量迭代公式前乘以一個(gè)下降因子,在迭代的前期降低對初始值的要求,且不減慢迭代速度。用內(nèi)部參數(shù)的相對變化量作為收斂的判斷依據(jù),使算法更加簡便實(shí)用。
　　 3、設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn),整個(gè)實(shí)驗(yàn)在Matlab標(biāo)定工具箱上進(jìn)行,采用改進(jìn)的Harris算法提取亞像素級角點(diǎn),改進(jìn)的LM法解非線性

4、最小二乘方程,與傳統(tǒng)的張正友方法在精度和運(yùn)算時(shí)間方面進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法精度在0.1個(gè)像素以內(nèi),高于傳統(tǒng)的張正友標(biāo)定方法。
　　 4、分析了攝像機(jī)自標(biāo)定的基本方法?？紤]到自標(biāo)定方法靈活,但是精度和魯棒性不高的特點(diǎn),提出了一種新的自標(biāo)定方法。先通過兩幅或以上的圖像匹配點(diǎn)間的幾何關(guān)系,建立了關(guān)于攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的約束,然后用遺傳算法求得攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。最后用兩幅圖像的角點(diǎn)數(shù)據(jù)對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,標(biāo)定結(jié)果接近傳統(tǒng)標(biāo)定