全向攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、摘要全向攝像機(jī)由于具有較大視場，在機(jī)器人導(dǎo)航、視覺監(jiān)控、基于真實(shí)場景圖像的虛擬漫游、基于圖像的測量與三維重建等方面具有廣泛的應(yīng)用。由于攝像機(jī)標(biāo)定是從二維圖像獲取三維信息必不可少的步驟，同時(shí)，全向攝像機(jī)拍攝的圖像具有較大的畸變，在很多應(yīng)用場合需要進(jìn)行校正，所以，研究全向攝像機(jī)標(biāo)定具有重要的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文主要是圍繞全向攝像機(jī)的標(biāo)定展開的，主要工作有:1.提出了一種基于球面透視投影約束的魚眼鏡頭校正方法。球面透視投影約束是指

2、空間直線的球面透視投影為球面上的大圓。我們首先使用含有變形校正參數(shù)的魚眼變形校正模型，將空間直線的魚眼投影曲線上的點(diǎn)映射為球面點(diǎn)，然后通過球面點(diǎn)到大圓的球面距離最小來擬合大圓，恢復(fù)了變形校正參數(shù)。2.提出了一種新的基于幾何不變量的反射折射攝像機(jī)標(biāo)定方法。證明了一條直線投影二次曲線能提供關(guān)于攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的三個(gè)獨(dú)立約束方程，一個(gè)球的投影二次曲線能提供關(guān)于攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的兩個(gè)獨(dú)立約束方程，進(jìn)而分別給出了基于直線和基于球的投影不變量的標(biāo)定方法。3

3、.提出了單光心反射折射攝像機(jī)和魚眼攝像機(jī)的一種統(tǒng)一的成像模型。該統(tǒng)一模型的一個(gè)非常好的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)有的關(guān)于單光心反射折射攝像機(jī)的標(biāo)定方法可以直接應(yīng)用到魚眼攝像機(jī)的標(biāo)定中去。4證明了在反射折射攝像機(jī)標(biāo)定后，直線投影僅有兩個(gè)參數(shù)，球投影僅有三個(gè)參數(shù)。鑒于此，我們提出了一種新的基于Hough變換的有效的提取直線投影和球投影的方法。5.針對(duì)大范圍場景漫游系統(tǒng)中存在視點(diǎn)改變時(shí)相鄰兩個(gè)全景圖之間的平滑過渡問題，我們提出了采用在兩個(gè)全景圖的過渡路徑上離散

4、地拍攝多幅圖像，利用圖像變換的方法，實(shí)時(shí)生成非采樣點(diǎn)處的圖像的過渡方法。該方法能比較好地完成相鄰兩個(gè)全景圖之間的平滑過渡。同時(shí)我們還利用這種方法實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于鏈?zhǔn)饺皥D的大范圍場景漫游原型系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:全向攝像機(jī)，攝像機(jī)標(biāo)定，魚眼鏡頭，變形校正，特征提取獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所成交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作