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相机标定过程问题及注意总结
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你可能喜欢数码相机标定及相关技术的研究--《重庆大学》2010年硕士论文
数码相机标定及相关技术的研究
【摘要】：
人类视觉过程可看成是一个复杂的从感觉到知觉的过程,也就是指三维世界投影得到二维图像,再由二维图像认知三维世界的内容和含义的过程。信号处理理论与计算机出现以后,人们用摄像机等获取环境图像并转换成数字信号,完成对视觉信息的获取和传输过程,用计算机实现对视觉信息的处理、存储和理解等过程,形成了计算机视觉这门新兴学科。其中从二维图像恢复三维物体可见表面的几何结构的工作就叫做三维重建。随着计算机硬件、软件、图像采集、处理技术的迅速发展,三维重建的理论和技术已被广泛应用于医学图像处理、机器人技术、文字识别、工业检测、军事侦察、地理勘察、现场测量和虚拟植物可视化等领域。
相机标定是三维重建必不可少的步骤,它包括对诸如主点坐标、焦距等与相机内部结构有关的内部参数的确定和对相机的旋转、平移这些外部参数的确定。价格低廉的实验器材、简单的实验环境、快捷的标定速度和较高的标定精度是现在相机标定研究追求的几大方向。数码相机的标定就是研究的热点之一。
本文对相机标定技术进行了全面地研究和总结,介绍了相机标定研究背景、研究现状、分类和相机模型的基础知识。提出了两种新的标定过程简单的标定方法。并将这种思想应用于经典的张正友相机标定方法中,得到较好的改进效果。还系统地总结了评价相机标定方法的几个标准,提出了加权平均误差法评价相机标定结果的方法。论文的创新部分内容概括如下:
(1)提出了基于线段的一维标定物的标定方法求内参。这种方法将相机的成像模型看成理想无畸变的成像模型,根据数码相机的出厂参数信息和成像的几何关系,方便地求出数码相机的内参数,并将这个结果作为张正友法中迭代求精的初始值。通过实验证明了这种方法的可取性。
(2)提出了一种新的基于三维标定物的标定方法。这种三维标定物是用两个相互垂直的相交平面中作三条相互垂直且相交的直线组成的。这种方法的标定物制作简单,计算的复杂性也较低。实验表明这种标定方法标定结果比较精确。
(3)在总结了现有的评价相机标定结果的四种方法:图像的噪声、实验图像的数目、与经典方法的结果相比较、计算投影点或反投影点的误差的基础上,提出了一种加权平均误差法评价相机标定的结果的方法。
【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TP391.41【目录】：
中文摘要3-4
英文摘要4-8
1 绪论8-13
1.1 研究背景8-10
1.1.1 计算机视觉与三维重建8-9
1.1.2 数码相机标定及其重要性9-10
1.2 本文的研究内容及意义10-11
1.2.1 研究内容10
1.2.2 研究意义10-11
1.3 本文的结构安排11-12
1.4 小结12-13
2 相机标定技术的分类及研究现状13-17
2.1 相机标定技术的分类13-14
2.1.1 传统标定方法13-14
2.1.2 基于主动视觉的标定方法14
2.1.3 自标定方法14
2.2 研究现状14-16
2.2.1 传统标定方法的研究现状14-15
2.2.2 基于主动视觉标定方法研究现状15-16
2.2.3 自标定方法的研究现状16
2.3 小结16-17
3 基础知识与经典的相机标定方法17-26
3.1 射影几何17-18
3.1.1 齐次坐标17
3.1.2 二维射影17-18
3.1.3 三维射影18
3.2 相机模型18-23
3.2.1 理想透视模型——针孔成像模型18-22
3.2.2 实际成像模型22-23
3.3 经典标定方法——张正友法23-25
3.3.1 相机参数的初始估计23-24
3.3.2 优化函数迭代求精24-25
3.4 小结25-26
4 基于标定物的数码相机标定改进方法26-31
4.1 基于一维标定物的线段标定法26-27
4.2 改进的基于三维标定物的数码相机标定27-30
4.3 小结30-31
5 相机标定方法的评价标准31-34
5.1 相机标定的评价方法31
5.2 度量距离的方法31-33
5.3 加权平均误差法评价标定方法33
5.4 小结33-34
6 实验设计与结果分析34-46
6.1 实验设备34
6.2 线段标定法求内参实验34-36
6.3 基于线段标定法改进张正友法的标定实验36-42
6.4 三维模板的标定实验42-44
6.5 实验结论44-45
6.6 小结45-46
7 总结与展望46-48
7.1 论文总结46
7.2 对未来研究工作的展望46-48
参考文献49-52
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京公网安备75号& 传统相机标定方式的自动标定方法
传统相机标定方式的自动标定方法
摘 要：摄像机标定技术是从二维平面图像中获得三维信息的关键步骤,摄像机的标定精度对保证系统测量精度有着至关重要的作用。提出了一种基于传统相机标定方式的自动标定方法。采用带有区域标记点的改进标定模板获取标定图像
【题　名】传统相机标定方式的自动标定方法
【作　者】王靖韬 侯振杰
【机　构】内蒙古农业大学计算机与信息工程学院 呼和浩特010018
【刊　名】《计算机工程与应用》2010年 第35期 205-208页　共4页
【关键词】计算机视觉 摄像机标定 Tsai两步标定法 特征点检测
【文　摘】摄像机标定技术是从二维平面图像中获得三维信息的关键步骤,摄像机的标定精度对保证系统测量精度有着至关重要的作用。提出了一种基于传统相机标定方式的自动标定方法。采用带有区域标记点的改进标定模板获取标定图像序列。利用边缘检测技术,确定特征点检测区域。根据摄像机透视投影模型,对摄相机进行线性标定,再进行非线性修正,得出摄像机各参数。实验结果表明,改进的标定方法具有更快的检测速度,稳定性好,鲁棒性高,使传统相机标定过程实现了自动化。
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