旋轉(zhuǎn)攝像機(jī)自標(biāo)定方法及誤差分析.pdf

1、攝像機(jī)自標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向，盡管理論研究已經(jīng)相對(duì)比較成熟，但是仍有一些問題需要進(jìn)一步探討，比如，基于旋轉(zhuǎn)攝像機(jī)的自標(biāo)定方法從理論上來說是一種簡(jiǎn)單有效的方法，然而實(shí)際應(yīng)用中很難保證攝像機(jī)作純旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由此帶來的誤差會(huì)影響自標(biāo)定結(jié)果以及后續(xù)的應(yīng)用。以前的相關(guān)研究主要局限于定性研究，理論上的定量研究也只是對(duì)一些特定情況進(jìn)行了分析，很難分析各種因素的綜合影響；再比如，攝像機(jī)自標(biāo)定是基于圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)的標(biāo)定方法，文獻(xiàn)中的相關(guān)研究

2、一般假設(shè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)問題已經(jīng)解決了，因此很少分析對(duì)應(yīng)點(diǎn)問題對(duì)自標(biāo)定結(jié)果的影響。可以想象，如果不能正確地解決對(duì)應(yīng)點(diǎn)問題，勢(shì)必會(huì)對(duì)自標(biāo)定結(jié)果產(chǎn)生重要的影響。圍繞這些問題，本文進(jìn)行了相關(guān)研究，其主要工作及研究成果如下：
　　1、分析了圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)選擇對(duì)攝像機(jī)自標(biāo)定的影響。首先以基于模板的標(biāo)定方法為例，通過實(shí)驗(yàn)得出：即使相同設(shè)置的攝像機(jī)，如果所選空間特征點(diǎn)的范圍不同，得出的標(biāo)定參數(shù)差異也很大；然后，從理論上分析了攝像機(jī)自標(biāo)定與對(duì)應(yīng)點(diǎn)選擇之間的關(guān)系

3、；最后，通過真實(shí)數(shù)據(jù)分析了選擇不同對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)自標(biāo)定參數(shù)的影響。研究結(jié)果表明，在自標(biāo)定問題中，對(duì)應(yīng)點(diǎn)的選取應(yīng)該盡量控制在后續(xù)的測(cè)量范圍內(nèi)，否則會(huì)嚴(yán)重降低三維信息的重建精度。
　　2、對(duì)基于旋轉(zhuǎn)攝像機(jī)自標(biāo)定方法的誤差進(jìn)行了量化分析。本文采用仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)攝像機(jī)光心偏移大小、圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)噪聲大小及這兩個(gè)因素的綜合影響對(duì)標(biāo)定結(jié)果造成的誤差進(jìn)行了量化實(shí)驗(yàn)，另外，為了減小圖像噪聲對(duì)標(biāo)定結(jié)果的影響，還對(duì)標(biāo)定圖像的數(shù)量與噪聲水平的大