基于圓形網(wǎng)格點的全自動相機標定法研究.pdf

1、相機標定作為機器視覺的重要組成部分，其目的是為了建立二維圖像坐標和三維空間坐標的關系。傳統(tǒng)的相機標定法是基于形狀、尺寸已知的標定參考對象，其中人造立方體網(wǎng)格因為制作簡單，費用低廉，并能提供單幅拍攝圖像下的非共面控制點，被廣泛應用于相機標定中。由于網(wǎng)格有多種類型，因此如何選擇合適的網(wǎng)格點以提高相機標定的穩(wěn)定性和精度是目前的研究重點之一。本文提出采用圓形網(wǎng)格點作為標定的參考對象，研究的主要工作如下： （1）根據(jù)相機畸變模型，在DLT

2、模型中加入非線性改正系數(shù)，研究實現(xiàn)了一種更有效，精度更高的基于DLT的相機標定法：先估計投影轉換矩陣初值，加入非線性改正系數(shù)后直接優(yōu)化，避免了分解矩陣中產(chǎn)生的誤差，從而提高了標定精度。在此基礎上，提出了利用標定結果重建空間點3D坐標的方法。實驗中使用不同的畸變模型證明了本文算法的有效性，實驗結果表明這種方法可以取得較好的標定精度，并給出了適合本文實驗環(huán)境下的畸變模型，進行了與Tsai兩步法的對比實驗，結果表明本文算法精度上的改進。

3、 （2）采用圓形網(wǎng)格點的圓心作為控制點，避免在提取圖像坐標過程中由于閾值選取不恰當產(chǎn)生的誤差。由于圓形在不對稱投影中不是保形投影，所以圓心的投影并不是圓的投影的中心，必需在相機標定中修正不對稱投影引入的畸變誤差，基于透視投影變換和空間解析幾何理論，分析了估計投影誤差值所需的公式，提出了基于DLT模型的不對稱投影畸變誤差的數(shù)學模型。采用模擬實驗對計算公式進行了驗證，并考察了投影誤差與各種空間圓方位參數(shù)的關系，實驗結果表明，修正誤差后的標