基于圓形網(wǎng)格點(diǎn)的全自動相機(jī)標(biāo)定法研究.pdf

1、相機(jī)標(biāo)定作為機(jī)器視覺的重要組成部分，其目的是為了建立二維圖像坐標(biāo)和三維空間坐標(biāo)的關(guān)系。傳統(tǒng)的相機(jī)標(biāo)定法是基于形狀、尺寸已知的標(biāo)定參考對象，其中人造立方體網(wǎng)格因為制作簡單，費(fèi)用低廉，并能提供單幅拍攝圖像下的非共面控制點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于相機(jī)標(biāo)定中。由于網(wǎng)格有多種類型，因此如何選擇合適的網(wǎng)格點(diǎn)以提高相機(jī)標(biāo)定的穩(wěn)定性和精度是目前的研究重點(diǎn)之一。本文提出采用圓形網(wǎng)格點(diǎn)作為標(biāo)定的參考對象，研究的主要工作如下： （1）根據(jù)相機(jī)畸變模型，在DLT

2、模型中加入非線性改正系數(shù)，研究實現(xiàn)了一種更有效，精度更高的基于DLT的相機(jī)標(biāo)定法：先估計投影轉(zhuǎn)換矩陣初值，加入非線性改正系數(shù)后直接優(yōu)化，避免了分解矩陣中產(chǎn)生的誤差，從而提高了標(biāo)定精度。在此基礎(chǔ)上，提出了利用標(biāo)定結(jié)果重建空間點(diǎn)3D坐標(biāo)的方法。實驗中使用不同的畸變模型證明了本文算法的有效性，實驗結(jié)果表明這種方法可以取得較好的標(biāo)定精度，并給出了適合本文實驗環(huán)境下的畸變模型，進(jìn)行了與Tsai兩步法的對比實驗，結(jié)果表明本文算法精度上的改進(jìn)。

3、 （2）采用圓形網(wǎng)格點(diǎn)的圓心作為控制點(diǎn)，避免在提取圖像坐標(biāo)過程中由于閾值選取不恰當(dāng)產(chǎn)生的誤差。由于圓形在不對稱投影中不是保形投影，所以圓心的投影并不是圓的投影的中心，必需在相機(jī)標(biāo)定中修正不對稱投影引入的畸變誤差，基于透視投影變換和空間解析幾何理論，分析了估計投影誤差值所需的公式，提出了基于DLT模型的不對稱投影畸變誤差的數(shù)學(xué)模型。采用模擬實驗對計算公式進(jìn)行了驗證，并考察了投影誤差與各種空間圓方位參數(shù)的關(guān)系，實驗結(jié)果表明，修正誤差后的標(biāo)