基于EICC模型的大視場(chǎng)攝像機(jī)標(biāo)定方法研究.pdf

1、如今，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的測(cè)量系統(tǒng)已越來(lái)越多地應(yīng)用于航空工業(yè)的加工、裝配、質(zhì)檢等多個(gè)環(huán)節(jié)，其核心測(cè)量部件攝像機(jī)的標(biāo)定精度直接影響著整個(gè)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的性能。航空工業(yè)中，部件裝配以及檢測(cè)的范圍通常為2-20米的大視場(chǎng)。為了保證大視場(chǎng)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)精度，標(biāo)定時(shí)要求靶標(biāo)盡可能充滿整個(gè)視場(chǎng)。由于大尺寸的二維或三維靶標(biāo)加工困難且靶點(diǎn)位置精度難以保證，因此目前通常采用將多個(gè)小尺寸二維靶標(biāo)組合為大尺寸的平面或立體靶標(biāo)的方式。然而，現(xiàn)有的靶標(biāo)組合方式需要滿足標(biāo)

2、定時(shí)各靶標(biāo)之間共面，或已知小靶標(biāo)之間嚴(yán)格的位置關(guān)系，并且在標(biāo)定過(guò)程中不能對(duì)其進(jìn)行任何改變等約束條件。為了突破已有方法的局限，本課題提出基于Expediently Implemented Camera Calibration(EICC)模型的大視場(chǎng)攝像機(jī)標(biāo)定方法并研究其相關(guān)特性。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　1、提出基于EICC模型的大視場(chǎng)攝像機(jī)標(biāo)定方法。
　　1)根據(jù)大視場(chǎng)標(biāo)定的特點(diǎn)，提出Multi-azimuth靶標(biāo)的設(shè)計(jì)

3、方法。Multi-azimuth靶標(biāo)不但解決了大尺寸靶標(biāo)加工困難，不便攜帶和運(yùn)輸?shù)入y題。
　　2)獲取Multi-azimuth靶標(biāo)的特征信息。實(shí)驗(yàn)表明，該方法能夠精確獲取特征點(diǎn)信息，并準(zhǔn)確排序，這為獲取EICC模型的標(biāo)定參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。
　　3)獲得大視場(chǎng)標(biāo)定參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法避免了直接使用遺傳算法時(shí)易陷入局部最優(yōu)或者求得的內(nèi)參偏離實(shí)際值等問(wèn)題，提高了大視場(chǎng)標(biāo)定精度。
　　將本課題提出的 EICC模型標(biāo)定與傳

4、統(tǒng)的平面標(biāo)定方法(分別采用棋盤(pán)格靶標(biāo)和圓形特征點(diǎn)靶標(biāo))進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 EICC模型的標(biāo)定精度更佳，充分表明EICC模型的可行性。
　　2、分析EICC模型標(biāo)定的相關(guān)特性
　　1)通過(guò)分析 Multi-azimuth靶標(biāo)大小和 Multi-azimuth靶標(biāo)之間擺放距離對(duì)EICC模型標(biāo)定誤差的影響，獲得子靶標(biāo)面積與最佳擺放位置關(guān)系——Area-Position Relation(APR)關(guān)系式。在實(shí)際大視場(chǎng)標(biāo)定時(shí)，可以