基于同視場參考點的單目視覺測量系統(tǒng)的設計與應用.pdf

1、本課題提出了一種用于測量空間三維點坐標的單攝像機模型。該模型利用透視投影幾何關系，對攝像機參數進行標定，基于同視場參考點建立參考點與被測點的平面方程，利用這兩個約束條件，建立相應的數學模型，通過單目CCD攝像機像面坐標，重建物體落點的三維坐標。成功的解決了靶場彈著點測量系統(tǒng)，在山地、丘陵等復雜地形，利用雙目視覺交匯組合測量存在的死角問題，影響系統(tǒng)的測量范圍，另外，單目視覺測量系統(tǒng)也避免了雙目視覺系統(tǒng)存在對應特征點匹配問題。 本論

2、文主要進行了以下工作： 1.系統(tǒng)整體設計，作為一個完整的計算機視覺系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和相應的圖像采集控制軟件，其中硬件部分又分為光學系統(tǒng)、CCD傳感裝置和控制/處理單元(計算機)組成，軟件為圖像采集程序設計，都逐一作了詳細介紹，本文針對單目視覺測量系統(tǒng)，為攝像機定標設計了一個固定關聯(lián)基準，攝像機獲取基準上參考點的圖像，由此計算出攝像機的內外參數。 2.系統(tǒng)測量模型及標定，基于同視場參考點的落點坐標測量法共包含三大部

3、分：(1)攝像機參數的標定；(2)參考點與被測點所在平面參數的標定；(3)三維信息的建立。攝像機參數的標定是要建立攝像機坐標系統(tǒng)與空間坐標系統(tǒng)的關系，參考點與被測點平面參數標定是確定出空間坐標系統(tǒng)的參考點平面方程式，三維信息的建立實現(xiàn)了單目攝像機從2-D計算機圖像坐標向空間3-D信息的轉換。 3.CCD攝像機獲得的圖像都會產生失真，本文介紹了系統(tǒng)誤差的來源，并對光學誤差、光電誤差進行了誤差分析及檢測，又介紹了固定關聯(lián)基準精度等對