基于平面鏡的攝像機標定技術(shù)研究.pdf

1、隨著高精度的計算機視覺系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，以及對計算機視覺系統(tǒng)獲取三維景物信息精度要求的逐漸提高，攝像機標定已經(jīng)成為計算機視覺的基礎(chǔ)工作和首先必須努力解決的重要問題。它是從二維圖像獲取三維信息必不可少的步驟。 要進行攝像機標定首先要建立攝像機成像模型。本文利用透視投影理論建立小孔攝像機四參數(shù)、五參數(shù)和非線性數(shù)學(xué)模型。 本文提出了一種全新的基于平面鏡的攝像機內(nèi)參數(shù)標定方法。該方法無需其它任何標定物，利用平面鏡的反射性質(zhì)和消失點

2、、消失線等理論，通過移動攝像機或平面鏡作至少2次平移運動(各次平移間應(yīng)存在旋轉(zhuǎn)運動)即可線性地標定攝像機的內(nèi)參數(shù)。在計算鏡面法線方向的消失點和鏡面方向的消失線基礎(chǔ)上，本文給出了內(nèi)參數(shù)的兩種解法，其中解法一是直接利用空間幾何關(guān)系推導(dǎo)出標定內(nèi)參數(shù)的方法，其只能用于求解四參數(shù)模型；解法二是計算絕對二次曲線的像，然后分解出攝像機的內(nèi)參數(shù)，其適用于求解四參數(shù)和五參數(shù)模型。模擬實驗中分別測試了在兩種解法下圖像噪聲和平移前后鏡面的平行性對標定結(jié)果的影

3、響。模擬和真實圖像實驗表明所提出的方法能快速、方便地對攝像機進行標定，說明了該方法的有效性。 另外在詳細介紹圖像中心和比例因子的基礎(chǔ)上，提出了一種預(yù)標定這些內(nèi)參數(shù)的方法。此方法是基于平面鏡的基礎(chǔ)上通過攝像機繞其光軸作旋轉(zhuǎn)運動來實現(xiàn)的，攝像機每旋轉(zhuǎn)一次拍攝一幅圖像(至少拍攝4幅圖像)。由于平面鏡的性質(zhì)，攝像機有平移時不會影響到光心經(jīng)平面鏡反射后在圖像平面上的位置，所以攝像機繞光軸旋轉(zhuǎn)較容易實現(xiàn)。攝像機光心經(jīng)平面鏡反射后的虛像滿足一