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摄像机标定是摄影测量、视觉检测、计算机视觉等领域的重点研究课题之一,在测绘、工业控制、导航、军事等领域得到了极大的应用。摄像机标定为视觉图像的两维信息与实际三维物体世界提供了对应、转换的定量关系。本文围绕摄像机标定研究了亚像素角点提取、摄像机模型与标定方法等内容,主要包括:1.对摄像机成像的理论前提和实际过程,进行了详细的介绍。在分析不同投影模型和成像关系的前提下,选用最实用的透视投影成像模型。同时,对实际成像过程中各种坐标及转换关系,进行了详细的分析和数学描述。2.研究了图像特征点的提取问题。在角点提取过程中,针对Harris角点检测算法只能提取像素级角点坐标的不足,本文对它进行了改进,提出了基于Harris角点检测原理的亚像素角点检测方法,利用角点邻域内图像灰度梯度变化与角点到邻域内任一点的矢量点乘为零的性质,采用迭代算法,获得了精度优于0.01个像素的亚像素角点坐标,解决了摄像机标定中高精度控制点坐标的获取问题。3.对Tsai的两步法和张正友的基于2D平面靶标摄像机标定方法和相关理论进行了研究,在算法精度上提出了一些改进:(1)共面点线性标定法:该法通过分步标定并建立一种新的畸变模型,实现了只利用共面点标定物,不需要摄像机做任何运动,就可以全部线性地求解摄像机的11个内外参数。既避免了非线性优化的繁琐和不稳定,也解决了其它线性法中部分内参数的标定问题。(2)基于张正友算法引入切向畸变:该算法先以图像中心附近点求取摄像机参数初值,由于图像中心附近点畸变很小,故求取的初值能很好地逼近准确值,然后用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘优化算法求精。实验结果表明以上改进算法的标定精度均优于Tsai的两步法和张正友的方法。