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摄像机的标定是计算机立体视觉中最重要的步骤之一,目前已经成为计算机立体视觉研究领域中的热门。因此要利用拍摄到的二维图像精确地构造三维物体,或是应用在精密测量以及空间运动分析等领域,就必须准确标定摄像机内参数。
摄像机标定方法主要分为两大类:传统的标定方法和自标定方法。传统的方法可以使用任意的摄像机模型,标定精度较高,不足是标定过程复杂,需要高精度的标定块。自标定方法不需要标定块,仅需要建立图像对应点,标定方法比较灵活,应用范围广,但不足是鲁棒性差。鉴于传统标定方法和自标定方法的不足,本文提出了基于主动视觉的摄像机自标定方法。
主要研究结果:
1)在线性模型的基础上,提出一种基于主动视觉的线性摄像机自标定方法。该方法首先控制摄像机做一组纯轴向运动,确定摄像机的主点坐标,再做一次纯旋转运动确定单应性矩阵,利用单应性矩阵的性质,线性求出摄像机的所有内参数。
2)在非线性模型的基础上,提出了基于主动视觉的非线性自标定方法。该方法是将非线性模型视为线性模型和畸变项的叠加,然后在主动视觉下利用线性模型的图像对应点连线交点的关系,给出非线性模型参数的约束方程,从而实现非线性模型的摄像机自标定。实验结果表明基于主动视觉的非线性标定算法有较好的稳定性。