水下攝像機標定與測量算法研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口數(shù)量的增加，人類對陸地上各種資源的需求也變的越來越大，陸地上的資源如煤炭，石油等正被逐漸開發(fā)殆盡。然而占地球大部分面積的海洋中含有著豐富的未被開發(fā)的資源，現(xiàn)如今人們對海洋的探索活動正逐漸增加。由于深海環(huán)境對人類來說比較危險，所以許多工作都是由機器人代替人類來完成，所以通過水下機器人拍攝的圖片和視頻成為人類獲取水下信息的主要來源。然而由于海洋環(huán)境的復雜性，水下拍攝的照片質量會嚴重下降，而且用于獲得水下信息的三維測量技術

2、同樣受到水下環(huán)境的影響，其中，作為三維測量技術的基礎，水下攝像機標定技術也受到了影響。
　　本文詳細介紹了折射現(xiàn)象對空氣中成像模型的影響，分析了水下折射成像的物理過程并對折射過程進行數(shù)學描述，然后根據(jù)水下成像系統(tǒng)中空間三維點與圖像坐標點一一對應的關系建立了水下成像非線性模型。然后通過分析傳統(tǒng)的Tsai標定法和平板標定法，將非線性模型參數(shù)的求取加入到標定算法中，完成水下相機的標定。本文還通過水下二維測量實驗驗證了水下成像非線性模型以

3、及標定算法的準確性。本文分析了水下成像模型對雙目視覺系統(tǒng)中極線約束的影響，得出了水下雙目視覺測量系統(tǒng)中極線不再是直線的結論。然后建立了預先對水下雙目視覺測量系統(tǒng)拍攝的圖像進行校正的方法，使之復原成空氣中的圖像，再進行雙目視覺測量操作。
　　論文對水下相機成像系統(tǒng)進行分析，建立了水下折射成像模型，該模型是精確的成像模型，不存在近似過程。論文通過改進的標定算法對成像模型進行標定，并通過二維測量實驗驗證了模型的準確性。論文又在水下成像模