數(shù)碼相機標定及相關技術的研究.pdf

1、人類視覺過程可看成是一個復雜的從感覺到知覺的過程，也就是指三維世界投影得到二維圖像，再由二維圖像認知三維世界的內容和含義的過程。信號處理理論與計算機出現(xiàn)以后，人們用攝像機等獲取環(huán)境圖像并轉換成數(shù)字信號，完成對視覺信息的獲取和傳輸過程，用計算機實現(xiàn)對視覺信息的處理、存儲和理解等過程，形成了計算機視覺這門新興學科。其中從二維圖像恢復三維物體可見表面的幾何結構的工作就叫做三維重建。隨著計算機硬件、軟件、圖像采集、處理技術的迅速發(fā)展，三維重建的

2、理論和技術已被廣泛應用于醫(yī)學圖像處理、機器人技術、文字識別、工業(yè)檢測、軍事偵察、地理勘察、現(xiàn)場測量和虛擬植物可視化等領域。
　　 相機標定是三維重建必不可少的步驟，它包括對諸如主點坐標、焦距等與相機內部結構有關的內部參數(shù)的確定和對相機的旋轉、平移這些外部參數(shù)的確定。價格低廉的實驗器材、簡單的實驗環(huán)境、快捷的標定速度和較高的標定精度是現(xiàn)在相機標定研究追求的幾大方向。數(shù)碼相機的標定就是研究的熱點之一。
　　 本文對相機標定技

3、術進行了全面地研究和總結，介紹了相機標定研究背景、研究現(xiàn)狀、分類和相機模型的基礎知識。提出了兩種新的標定過程簡單的標定方法。并將這種思想應用于經典的張正友相機標定方法中，得到較好的改進效果。還系統(tǒng)地總結了評價相機標定方法的幾個標準，提出了加權平均誤差法評價相機標定結果的方法。論文的創(chuàng)新部分內容概括如下：
　　 （1）提出了基于線段的一維標定物的標定方法求內參。這種方法將相機的成像模型看成理想無畸變的成像模型，根據(jù)數(shù)碼相機的出廠參

4、數(shù)信息和成像的幾何關系，方便地求出數(shù)碼相機的內參數(shù)，并將這個結果作為張正友法中迭代求精的初始值。通過實驗證明了這種方法的可取性。
　　 （2）提出了一種新的基于三維標定物的標定方法。這種三維標定物是用兩個相互垂直的相交平面中作三條相互垂直且相交的直線組成的。這種方法的標定物制作簡單，計算的復雜性也較低。實驗表明這種標定方法標定結果比較精確。
　　 （3）在總結了現(xiàn)有的評價相機標定結果的四種方法：圖像的噪聲、實驗圖像的數(shù)目