基于魚眼鏡頭的全方位視覺系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定方法研究.pdf

1、近年來，隨著光學(xué)鏡頭及成像芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，基于常規(guī)鏡頭的傳統(tǒng)視覺系統(tǒng)由于其有限的視場范圍已經(jīng)不能滿足許多應(yīng)用場合的需求。全方位視覺系統(tǒng)可一次拍攝獲取水平方向360°場景的全部圖像信息。由于該系統(tǒng)具有大視野的顯著特征，它已成為當(dāng)前計算機視覺研究的焦點和熱點，在國內(nèi)、外學(xué)者的努力下取得了大量的研究成果，在安防、移動機器人自主導(dǎo)航、娛樂、輔助駕駛、醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　與被廣泛研究的常規(guī)全方位視覺不同，本文采用魚眼鏡

2、頭建立全方位視覺系統(tǒng)。全方位視覺傳感器雖可捕獲水平方向360°信息，但垂直方向視場有限，且由于基于光的反射原理攝像機本體及支架將會出現(xiàn)在被采集到的圖像中，存在盲區(qū)和冗余信息。魚眼鏡頭可一次拍攝獲取180°×180°內(nèi)半球域的全部信息，與全方位視覺傳感器相比無盲區(qū)且在垂直方向視場具有顯著優(yōu)勢可達到180°，因此利用利用魚眼鏡頭構(gòu)建全方位視覺系統(tǒng)越來越受到關(guān)注和認可。
　　本文通過對經(jīng)典常規(guī)鏡頭標(biāo)定方法的學(xué)習(xí)與研究，首先研究了一套基于

3、物理參數(shù)分離思想的魚眼鏡頭全方位視覺系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定方法；通過實驗，分析該方法的優(yōu)勢與不足，進而提出參數(shù)數(shù)字化標(biāo)定方法，建立了一種適用于所有類型魚眼鏡頭的通用數(shù)字模型，并基于該模型研發(fā)了相應(yīng)的標(biāo)定方法。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　1.分析常規(guī)視覺系統(tǒng)的成像原理及成像模型，比較多種常規(guī)視覺系統(tǒng)的經(jīng)典標(biāo)定方法，找出每種方法的優(yōu)點和不足，為基于魚眼鏡頭的全方位視覺系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定方法研究尋找理論依據(jù)、奠定基礎(chǔ)；
　　2.總結(jié)

4、魚眼鏡頭的成像原理及成像模型，建立魚眼鏡頭數(shù)學(xué)模型及畸變模型，鏡頭與攝像機選型，構(gòu)建本文所研究的視覺系統(tǒng)；
　　3.建立基于魚眼鏡頭的全方位視覺系統(tǒng)幾何模型，根據(jù)該模型研究基于物理參數(shù)分離思想的參數(shù)標(biāo)定方法，進行實驗驗證；
　　4.在前面研究工作的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于所有類型魚眼鏡頭的通用數(shù)字模型，根據(jù)該模型設(shè)計標(biāo)定靶標(biāo)及標(biāo)定步驟，最終建立了參數(shù)數(shù)字化標(biāo)定方法。通過MATLAB編程實現(xiàn)，實驗結(jié)果證明了該方法的準確性和實用