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堆料三维测量中CCD像机及图像系统的标定

作　者: 胡国元
导　师: 何平安
学　校: 武汉大学
专　业: 光学工程
关键词: CCD像机标定畸变平面模板光切法消隐线
分类号: TB852.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 231次
引　用: 2次
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内容摘要

像机标定源于摄影测量，它是机器视觉测量的前提和基础。目前国内外诸多学者在这一领域作了大量和系统的研究，然而评价和比较现有方法孰优孰劣并不容易，主要原因在于现有的各类标定方法都分别适用于各种不同的场合，各有特点，而对于像机标定结果准确性的评价，更是尺度门类繁多，没有一个统一的标准。本文全面地分析了CCD像机的几何成像模型，针对现有文献表达形式变化多样、专业术语不规范统一的现状，以典型、简洁的文字和符号，条理清晰的分析了成像过程中的畸变因素，完整的推导了像机的几何模型，并详细阐述了几种典型的像机标定方法，从最初的DLT法到包括了全部畸变参数的标定，实现了所有公式的表达术语一致，既方便阅读，又易于比较其异同。在此基础上提出并实现了一种新的易于操作、无需调整的CCD像机内部参数标定方法，该方法基于重构三维参照点，使得标定像机的内部参数时不用制造高精度的标定参照物，打印机打印的二维平面模板即可满足需要，标定时不需要高精度的导轨或机械手来实现像机和标定模板的运动，对像机和模板的相对位移没有严格要求。本文还结合光切法视觉测量系统的实际情况，给出了一种光切法成像的简单模型，能满足实际测量需要，且需要标定的模型参数少，只有两个。并结合所给模型提出了一种新的基于消隐线的光切面结构参数标定方法，给出了具体的标定方案，方案中标定参照物选用量块既提高了精度，又节省了实验设备费用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章概述  8-11
  1.1 引言  8-9
  1.2 发展现状与分析  9-10
  1.3 本文的研究目标和主要研究内容  10-11
第二章 CCD像机的几何成像模型  11-21
  2.1 简介  11
  2.2 术语和符号  11-12
    2.2.1 像机的内、外方位元素  11
    2.2.2 坐标系定义  11-12
  2.3 像机模型  12-20
    2.3.1 像机的线性模型  12-16
    2.3.2 相机的非线性模型  16-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章典型像机标定方法的回顾  21-32
  3.1 像机标定方法的分类  21-22
  3.2 典型标定方法  22-30
    3.2.1 Hall的直接线性变换法  23-24
    3.2.2 Faugeras的直接线性变换法  24-26
    3.2.3 Faugeras的非线性变换法  26-27
    3.2.4 Tsai的两步法  27-28
    3.2.5 Weng的高精度标定方法  28-30
  3.3 对于标定的几点认识  30-32
第四章堆料三维测量系统的组成及原理  32-35
  4.1 系统组成  32-33
  4.2 光切法原理  33
  4.3 CCD像机及图像系统  33-35
第五章 CCD像机及图像系统的标定  35-50
  5.1 一种新的自由位移的像机标定方法  35-41
    5.1.1 方法的提出  35-37
    5.1.2 构建控制点的三维坐标集  37-40
    5.1.3 像机内部参数的标定  40-41
  5.2 图像系统的标定  41-50
    5.2.1 结构光视觉系统的标定方法分类  41-42
    5.2.2 基于拼接法构造控制点的标定方法  42-45
    5.2.3 基于消隐线的标定方法  45-50
第六章实验结果与分析  50-54
  6.1 CCD像机内部参数标定  50-53
  6.2 光切面结构参数的标定实验  53-54
结束语  54-55
参考文献  55-57
致谢  57

堆料三维测量中CCD像机及图像系统的标定

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