攝像機標定相關問題研究.pdf

1、攝像機標定是計算機視覺中獲取物體空間信息的前提,是三維重建中必不可少的一個步驟,也是立體視覺研究的重要組成部分。標定結果的好壞影響著三維測量的精度和三維重建的結果,同時實時的標定也可以更好的滿足導航等機器視覺的需要,因此研究攝像機標定方法具有重要的理論研究意義和實際應用價值。
　　 本文圍繞攝像機標定這個主題,對攝像機標定的相關問題進行了總結、分析和研究,主要內容包括以下幾個方面:
　　 1、作為攝像機標定的第一步,角點

2、坐標的準確提取會對標定的精度產生很大的影響。本文在Harris角點檢測的基礎上,提出了一種新的角點檢測方法。該方法先遍歷圖像的每一個像素,計算像素周圍8鄰域內與其灰度值相似的點的數(shù)目,根據相似點數(shù)目的大小,選出部分像素點作為角點候選點;然后再對候選點進行Harris角點提取,這樣便縮小了復雜的高斯濾波運算的范圍,提高了運算速度;最后對提取出的單像素角點進行亞像素精度提取,提高了角點檢測的精度。
　　 2、分析和總結了國內外幾種攝

3、像機標定方法,對傳統(tǒng)標定方法中的兩步法進行了深入的研究。針對第二步中最小化重投影誤差求出標定參數(shù)的最優(yōu)解這個非線性最小二乘問題,提出了改進的LM法。該方法在增量迭代公式前乘以一個下降因子,在迭代的前期降低對初始值的要求,且不減慢迭代速度。用內部參數(shù)的相對變化量作為收斂的判斷依據,使算法更加簡便實用。
　　 3、設計了仿真實驗,整個實驗在Matlab標定工具箱上進行,采用改進的Harris算法提取亞像素級角點,改進的LM法解非線性

4、最小二乘方程,與傳統(tǒng)的張正友方法在精度和運算時間方面進行比較。實驗結果表明算法精度在0.1個像素以內,高于傳統(tǒng)的張正友標定方法。
　　 4、分析了攝像機自標定的基本方法?？紤]到自標定方法靈活,但是精度和魯棒性不高的特點,提出了一種新的自標定方法。先通過兩幅或以上的圖像匹配點間的幾何關系,建立了關于攝像機內外參數(shù)的約束,然后用遺傳算法求得攝像機的內外參數(shù)。最后用兩幅圖像的角點數(shù)據對攝像機進行標定,實驗結果表明,標定結果接近傳統(tǒng)標定