大尺寸體積測量中的攝像機標定算法研究.pdf

1、為了解決大型物料場料堆體積測量的問題，本文根據(jù)機器視覺原理，設(shè)計了一套三目料堆體積測量模擬系統(tǒng)，并對測量系統(tǒng)中攝像機標定方法進行研究，設(shè)計出一種精度高且應(yīng)用性強的標定方法。
　　論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對整套料堆測量模擬系統(tǒng)進行設(shè)計。制作帶有黑白網(wǎng)格(26mm×26mm)的標定板和10×10×10(cm)的正方體標定測試模塊，安裝投影網(wǎng)格和投影燈，對攝像機進行安裝與定位。
　　(2)分析攝像機標定的原理，并

2、根據(jù)各個坐標系之間的旋轉(zhuǎn)和平移關(guān)系建立攝像機標定的數(shù)學模型，確定待標定的攝像機參數(shù)并分析攝像機畸變對標定的影響、畸變系數(shù)的求取方法。
　　(3)基于對典型的攝像機標定技術(shù)的原理及應(yīng)用的研究，通過對比各種方法的優(yōu)缺點，采用了適用于本課題的張正友標定法。首先根據(jù)標定點的世界坐標與圖像坐標求得圖像的單應(yīng)性矩陣，由單應(yīng)性矩陣及旋轉(zhuǎn)矩陣的正交性得到攝像機內(nèi)參數(shù)的兩個基本約束，經(jīng)過數(shù)學運算分解出攝像機內(nèi)部參數(shù)，最后根據(jù)單應(yīng)性矩陣和攝像機內(nèi)部參

3、數(shù)求得攝像機外部參數(shù)并進行優(yōu)化搜索求出帶有畸變系數(shù)的攝像機參數(shù)。
　　(4)根據(jù)物料現(xiàn)場的特點對張正友標定法進行改進。將攝像機內(nèi)外參數(shù)的求取分成兩部分進行，通過一組攝像機圖像求出攝像機內(nèi)部參數(shù)，在此基礎(chǔ)上求得料堆平面的單應(yīng)性矩陣與外部參數(shù)矩陣。
　　(5)對攝像機標定精度進行評價。用求得的攝像機參數(shù)恢復(fù)出測試板上特征點的世界坐標，和測試板上的已知真實坐標進行比較得出標定結(jié)果能夠滿足該課題的精度要求。
　　(6)對料堆的