基于平面鏡的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、隨著高精度的計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，以及對(duì)計(jì)算機(jī)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(jī)標(biāo)定已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)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(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定首先要建立攝像機(jī)成像模型。本文利用透視投影理論建立小孔攝像機(jī)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(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定方法。該方法無需其它任何標(biāo)定物，利用平面鏡的反射性質(zhì)和消失點(diǎn)

2、、消失線等理論，通過移動(dòng)攝像機(jī)或平面鏡作至少2次平移運(yùn)動(dòng)(各次平移間應(yīng)存在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))即可線性地標(biāo)定攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)。在計(jì)算鏡面法線方向的消失點(diǎn)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(biāo)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(jì)算絕對(duì)二次曲線的像，然后分解出攝像機(jī)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(shí)驗(yàn)中分別測(cè)試了在兩種解法下圖像噪聲和平移前后鏡面的平行性對(duì)標(biāo)定結(jié)果的影

3、響。模擬和真實(shí)圖像實(shí)驗(yàn)表明所提出的方法能快速、方便地對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，說明了該方法的有效性。 另外在詳細(xì)介紹圖像中心和比例因子的基礎(chǔ)上，提出了一種預(yù)標(biāo)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(jī)繞其光軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，攝像機(jī)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(jī)有平移時(shí)不會(huì)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(jī)繞光軸旋轉(zhuǎn)較容易實(shí)現(xiàn)。攝像機(jī)光心經(jīng)平面鏡反射后的虛像滿足一