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基于双镜面成像的单摄像机标定方法研究

作　者: 吕文松
导　师: 金良海
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 摄像机标定高精度双镜面角点检测
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 13次
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内容摘要

摄像机标定是利用标定物体的二维图像信息和真实测量的三维空间信息来计算摄像机标定参数的过程。获得精确的摄像机标定参数是实现双目视觉系统的前提,使用摄像机标定参数矩阵可以还原目标物体的三维空间信息,从而实现对目标物体的准确定位,在实际中有很广泛的应用。基于双镜面的单摄像机标定方法是一种新颖的标定方法,使用两个镜面和一台摄像机通过镜面反射的原理来模拟两台摄像机。两个镜面并排直立固定在平板上,当双镜面和摄像机保持一定的位置关系时,就可以通过一台摄像机得到标定块的两幅图像,实现两台摄像机的模拟效果。软件系统由标定参数模型选取和角点检测两部分组成。在标定参数模型选取方面,提出了只考虑摄像机一阶畸变系数的非线性标定参数模型。在角点检测方面,使用Hough直线检测的方法检测角点的边界直线方程,并将边界直线的交点作为角点的坐标。得到角点信息后使用迭代的方法来求解摄像机标定参数矩阵和畸变参数矩阵。最后利用反投影算法对目标物体进行三维重建,验证参数矩阵。该标定方法可以有效地降低视觉系统的成本,使视觉系统得到更广泛的应用。实验结果表明在目前系统的实验条件下,利用实验得到的摄像机标定参数矩阵,可以精确地还原出目标物体的三维坐标,误差控制在0.3cm以下,可以较好地满足双目视觉系统的需要。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 论文研究背景、目的和意义  8-9
  1.2 摄像机标定方法的研究现状  9-11
  1.3 论文研究内容和结构安排  11-13
2 双镜面标定系统  13-17
  2.1 系统硬件组成  13-14
  2.2 系统软件结构  14-16
  2.3 本章小结  16-17
3 摄像机标定参数模型  17-28
  3.1 线性标定参数模型及标定方法  17-25
  3.2 非线性标定参数模型及标定方法  25
  3.3 本文标定模型  25-27
  3.4 本章小结  27-28
4 图像角点检测方法  28-40
  4.1 角点检测方法  28-29
  4.2 Harris 角点检测方法  29-32
  4.3 Hough 直线角点检测方法  32-36
  4.4 标定程序工作流程  36-39
  4.5 本章小结  39-40
5 验证标定参数矩阵  40-50
  5.1 二维图像角点特征匹配  41-44
  5.2 标定面任意点特征匹配  44-46
  5.3 三维空间信息还原  46-49
  5.4 本章小结  49-50
6 总结与展望  50-52
  6.1 总结  50-51
  6.2 展望  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-55

基于双镜面成像的单摄像机标定方法研究

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