相机标定精度外界影响因素仿真及实验研究

以张正友相机标定方法为基础,分析了影响相机标定精度的主要外界因素,给出了在这些因素的影响下,标定所得相机参数的分布曲线。仿真及实验分析表明,在张正友标定方法中,相机标定板张数最好不少于20张;在相机视场范围内,当特征点为110个时,单位网格长度应控制在6~14mm之间,此时获得的有效焦距最稳定;当棋盘网格单位长度为10mm时,棋盘标定板上的特征点应保证在150个以内,此时主点坐标获取稳定;噪声方差与重投影点误差基本呈正比例增大。研究结果对相机标定精度的提高有一定的参考价值。     

投影仪全参数平面线性估计的高精度标定方法

针对投影仪光路结构复杂、主点偏差大导致高精度标定难以实现的问题,提出一种全参数平面线性估计的方法,为投影仪标定过程提供精确的主点偏差初值,实现了投影仪的全参数高精度标定。首先将投影仪作为虚拟相机,利用多频相移原理得到投影仪和标定板的坐标对应关系,然后采用两步法对非线性方程进行求解计算,通过引入向量参数的方法实现非线性方程的线性化,再利用仿射变换关系选取最优点集,得到稳定的直接参数预估算法,最后利用一种全局捆绑调整算法实现投影仪的高精度标定。采用此方法对投影仪单相机系统完成标定之后,测量了标准球以验证精度,实验表明投影仪单相机系统的平均重投影误差为0.04像素,测得标准球直径平均偏差小于0.1mm,球心距偏差小于0.05mm。结果证明,所提出的投影仪标定方法计算模型简单、稳定性高并具有较高的精度,适用于主点偏差较大和投影仪焦距未知的情况。     

数字摄影测量系统中非量测CCD相机标定算法

为了解决传统的相机标定方法，通常需要建立复杂三维标定块或高精度三维控制场这一实际问题，采用平面控制格网作为标定块，利用二维直接线性变换分解出相机的内外方位元素初值，然后采用改进的Hough变换算法检测标定图像中的格网直线并利用最小二乘法拟合出最佳直线，通过求直线的交点得到标定格网点的像坐标。最后利用自检校光线束法平差进行相机的精确标定。实际图像数据实验结果表明：主点和焦距的标定精度分别达到了0．2和0．3像素左右。可以满足高精度近景三维量测的要求。     

一种考虑成像特性的摄像机线性标定方法

针对经典Faugeras线性标定方法求解时只当成一般数学问题,未利用相机特性,造成对有关参数约束过少而标定精度低的问题,提出一种利用相机成像特性的摄像机线性标定方法。该方法把图像中心作为主点位置,将与图像横、纵坐标相关的参数先分开求解一部分,再将剩余参数混合求解。研究结果表明:提出的线性标定法的精度相比于经典Faugeras线性标定方法有了很大提升,参数更为合理,因此,该方法可直接应用于标定要求不太高的场合;本文方法简单实时性高,可应用于需要实时估计标定参数的在线视频场合。     

基于标定板特征的摄像机线性标定方法研究

提出一种完全线性标定摄像机的方法。先单独标定摄像机的主点坐标和纵横比,然后用CCD垂直拍摄HALCON高精度标定板,并应用SIFT算法完成标定板特征点中心亚像素坐标提取,最后根据径向平行约束和一阶径向畸变模型线性求解其余摄像机的内外部参数,包括焦距、一阶径向畸变系数、旋转矩阵和平移向量。实验中改进了传统线性标定算法,采用单独标定平移分量t z,消除了t z对标定结果造成的不稳定影响,得到了收敛性较好的焦距值。实验数据表明该算法具有较高的标定精度,是一种简单、有效、实用的标定方法。     

基于双目视觉技术的物体深度信息的提取

传统的双目匹配算法得到的数据是左右视图匹配点的二维坐标;但二维坐标将丢失物体的三维深度信息。提出一种利用视差原理在世界坐标系内计算该物点在现实中所对应点的三维坐标的新方法。该方法分为三部分:第一部分为双目相机的标定,包括内参(主点、焦距、径向畸变、不垂直因子)以及两相机之间的外参(旋转矩阵和平移矩阵)。第二部分为特征点的提取与匹配,特征点的提取则是利用SIFT算子提取左右视图的特征点,匹配则是将两视图中的对应点(现实中为同一点)利用SIFT算法进行匹配。第三部分为物体深度信息的计算,利用双目相机的视差原理和已经得出的双目相机的参数进行空间还原得到相应的左右视图投影投射矩阵,结合空间几何线性关系计算出该点在世界坐标系的三维坐标,从而得出其深度信息。     

基于平面靶标的线性摄像机标定

本文提出一种新的摄像机标定方法。它首先单独标定了主点和纵横比,再利用径向平行约束条件和正交矩阵的性质来求解大部分参数,最后建立线性方程组求解剩下的参数。     

一种单线阵CCD立靶系统参数标定方法

为提高单线阵CCD立靶的测量精度,提出一种基于测量模型的系统参数反演和标定方法。在假设相机镜头的焦距、倾角和主点坐标以及激光器发光点坐标等系统参数已知的情况下,建立相机捕获弹丸影像的中心像元位置、各系统参数以及弹丸着靶坐标之间的函数关系,通过实测的弹丸影像的中心像元位置和弹丸坐标值反求出与系统各参数相关的矩阵模型,而不需要求出具体的系统参数值。在实际测量中,只需根据所求得的矩阵模型和每次测得的目标影像的中心像元位置便可求得弹丸着靶坐标。根据系统测量原理,建立了系统的数学模型和参数标定模型,采用所提反演方法对系统参数进行了标定实验。模拟实弹实验的结果表明,本文方法的坐标测量精度明显优于传统方法。     

一种适用于广角、鱼眼及折反射系统的标定方法

采用畸变-2D标定板的方法进行摄像机标定,基于多项式摄像机模型,使用图像投影描述为泰勒级数展开的标定方法,并通过非线性最小二乘拟合的方法求解得到相机的内外参数,对其方法进行了扩展和优化。实验结果表明该标定方法可以应用于广角、鱼眼以及折反射图像系统中,并能够获得较高的标定精度。     

无标定主点坐标的双焦测距算法及精度研究

成像物镜具有两个独立的焦距,通过对空间物体成像并进行分析可获取其深度信息,此即双焦测距的原理.本文首先分析了图像主点坐标标定对双焦测距精度的影响,找到了双焦图像中两种相对于主点坐标的不变量,进而提出了基于此不变量的双焦测距算法,避免了繁琐的标定环节并提高了算法精度.与传统算法的实验对比表明了本文算法是正确可行的.