魚眼雙目視覺成像及定位技術的研究.pdf

1、隨著計算機視覺技術的不斷發(fā)展，常規(guī)攝像機的視角范圍已經不能滿足許多場合的需求，而魚眼攝像機本身的視場范圍廣、涵蓋信息多等優(yōu)點，使得它在軍事和民用領域越來越受到人們的關注。其中，魚眼雙目立體視覺技術是計算機視覺的一個新型的研究熱點之一，在機器人導航和三維重建方面具有很大的發(fā)展前景。本文從魚眼攝像機建模、標定和定位幾方面進行系統(tǒng)的研究，對魚眼雙目立體視覺的應用具有一定的理論指導意義。主要研究工作如下：
　　(1)首先從攝像機的成像模型

2、出發(fā)，介紹了各坐標系間的轉換關系；分別介紹了一般鏡頭和魚眼鏡頭的基本成像模型，對常用的非線性畸變模型進行了概括和總結；給出了一般鏡頭的雙目視覺定位模型，以此為基礎討論了基于魚眼鏡頭的雙目視覺定位模型。
　　(2)針對圓形標志點標定魚眼鏡頭模型參數精度不高的問題，提出一種基于質心點優(yōu)化的魚眼相機標定方法。在魚眼鏡頭成像模型的基礎上，獲取模型內外參數的初值；通過模型求取標志圓的投影橢圓，對該投影橢圓和圖像上的橢圓分別求質心，進而建立目

3、標函數，最后實現(xiàn)魚眼鏡頭的精確標定。實驗結果表明，本文提出的方法能夠明顯提高魚眼鏡頭的標定精度。
　　(3)針對應用高階奇次多項式法和光學折射模型定位誤差大、局限性強的問題，提出一種優(yōu)化的魚眼鏡頭成像定位算法。首先根據成像誤差機理推導出偏心畸變模型，進而在此畸變和光學折射原理的基礎上建立優(yōu)化的成像模型；然后應用泰勒展開式求近似值的方法，對提出的畸變模型進行反投影推導，最后實現(xiàn)空間目標的精確定位。實驗結果表明，當被測物分別處于魚眼圖