攝像機(jī)現(xiàn)場標(biāo)定算法研究.pdf

1、攝像機(jī)標(biāo)定是攝影測量、視覺檢測、計算機(jī)視覺等領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題之一，在測繪、工業(yè)控制、導(dǎo)航、軍事等領(lǐng)域得到了極大的應(yīng)用。攝像機(jī)標(biāo)定為視覺圖像的兩維信息與實(shí)際三維物體世界提供了對應(yīng)、轉(zhuǎn)換的定量關(guān)系。本文圍繞攝像機(jī)標(biāo)定研究了亞像素角點(diǎn)提取、攝像機(jī)模型與標(biāo)定方法等內(nèi)容，主要包括： 1．對攝像機(jī)成像的理論前提和實(shí)際過程，進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。在分析不同投影模型和成像關(guān)系的前提下，選用最實(shí)用的透視投影成像模型。同時，對實(shí)際成像過程中各種坐標(biāo)及

2、轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)行了詳細(xì)的分析和數(shù)學(xué)描述。 2．研究了圖像特征點(diǎn)的提取問題。在角點(diǎn)提取過程中，針對Harris角點(diǎn)檢測算法只能提取像素級角點(diǎn)坐標(biāo)的不足，本文對它進(jìn)行了改進(jìn)，提出了基于Harris角點(diǎn)檢測原理的亞像素角點(diǎn)檢測方法，利用角點(diǎn)鄰域內(nèi)圖像灰度梯度變化與角點(diǎn)到鄰域內(nèi)任一點(diǎn)的矢量點(diǎn)乘為零的性質(zhì)，采用迭代算法，獲得了精度優(yōu)于0.01個像素的亞像素角點(diǎn)坐標(biāo)，解決了攝像機(jī)標(biāo)定中高精度控制點(diǎn)坐標(biāo)的獲取問題。 3．對Tsai的兩步

3、法和張正的基于2D平面靶標(biāo)攝像機(jī)標(biāo)定方法和相關(guān)理論進(jìn)行了研究，在算法精度上提出了一些改進(jìn)： (1) 共面點(diǎn)線性標(biāo)定法：該法通過分步標(biāo)定并建立一種新的畸變模型，實(shí)現(xiàn)了只利用共面點(diǎn)標(biāo)定物，不需要攝像機(jī)做任何運(yùn)動，就可以全部線性地求解攝像機(jī)的11個內(nèi)外參數(shù)。既避免了非線性優(yōu)化的繁瑣和不穩(wěn)定，也解決了其它線性法中部分內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定問題。 (2) 基于張正友算法引入切向畸變：該算法先以圖像中心附近點(diǎn)求取攝像機(jī)參數(shù)初值，由于圖像中心附