摄像机标定技术 全向摄像机标定技术研究_图文

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2、享以下“全向摄像机标定技术研究_图文”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!第［＿ｑ章反射折射摄像机和鱼眼摄像机的统一成像模型第四章反射折射摄像机和鱼眼摄像机的统一成像模型在计算机视觉领域中经常使用两种全向摄像机：单光心反射折射摄像机和鱼眼摄像机。已有文献对这两种摄像机用不同的成像模型来描述。本章则提出了一种统一的成像模型。该统一成像模型可以看作是Ｇｅｙｅｒ和Ｄａｎｉｉｌｉｄｉｓ为275单光心反射折射摄像机提出的成像模型的一种推广。所提出的统一成像模型可以涵盖一些已有的鱼眼摄像机成像模型，同时对一些文献中报导的鱼眼摄

3、像机也符合得非常好。在这个统一模型下，单光心反射折射摄像机和鱼眼摄像机可以用模型的特征参数来分类。同时，一幅鱼眼图像可以变换到一幅单光心反射折射图像，反之亦然。所提出的统一模型的一个非常好的优点是现有的关于单光心反射折射摄像机的标定方法可以直接应用到鱼眼摄像机的标定中去。值得指出的是，在该统一模型下，仅从单幅鱼眼图像中的直线投影出发，就可以对275鱼眼摄像机进行ｍｅｔｒｉｃ标定１，而在同样条件下，已有标定方法都是非ｍｅｔｒｉｃ的。实验同时证明了我们所提出的统一成像模型的正确性和实用性。４．１．引言在许多计算机视觉应用中，如机器人导航，三

4、维重建，基于图像的绘制等，都需要具有较大视场的摄像机。普通的摄像机具有非常有限的视场，因此，一些全向摄像机，如鱼眼摄像机，多摄像机系统，和反射折射摄像机经常被采用。文献［１０８］中介绍了许多具有代表性的全向摄像机。在本章中，我们提出了在单光心约束下，关于反射折射摄像机和鱼眼摄像机的统一成像模型。使用一台275单光心反射折射摄像机和一台鱼眼摄像机拍摄的图像如图４－１所示。关于单光心反射折射摄像机和鱼眼摄像机的统一成像模型的提出是源于以下观察：与单光心反射折射摄像机拍摄的图像中空间直线的投影为二次曲线类似，我们使用的ＮｉｋｏｎＦＣ－Ｅ８鱼眼

5、摄像机也具有相同的性质。文献［１０９］中也声称如果鱼眼摄像机满足他们的投影模型，空间直线的投影也为二次曲线。文献［１１０］发现在一些鱼眼摄像机下，空间直线投影为圆。文献［１１１］指出在抛物面反射折射摄像机下，空间直线的投影也为圆。所有这些都暗示应该存在一个关275１所谓ｍｅｕｉｃ标定是指，如果某一图像己被ｍｅ缸ｃ标定，那么从任意图像点出发，就可以获得该图像点对应的被摄像机拍摄到的光线的在空间中的位置。６９全向摄像机标定技术研究于单光心反射折射摄像机和鱼眼摄像机的统一成像模型。（ｂ）图４一ｌ（ａ）使用捷克工业大学机器感知中心（ｔｈｅＣｅｎ

6、ｔｅｒｆｏｒＭａｃｈｉｎｅＰｅｒｃｅｐｔｉｏｎ，ＣｚｅｃｈＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）设计的具有双曲抛物镜面的反射折射摄像机拍摄的一幅图像，此反射折射摄像机的视场（ＦＯＶ）为２１７．２度。（ｂ）使用尼康ＣＯＯＬＰＩＸ９９０数码相机（鱼眼镜头的型号是Ｆｃ—Ｅ８）拍摄的一幅图像，此鱼眼摄像机的视场（ＦＯＶ）为１８３度。275注意这两幅图像是在几乎相同的位置和方向上拍摄的。７０第四章反射折射摄像机和鱼眼摄像机的统一成像模型４．２．统一成像模型在这一节中，我们先给出一种一般化的基于二次曲面的两步投影模型，然后，用不同的方式特殊化这个

7、一般化的两步投影模型，得到我们的统一成像模型，以及其它的两步投影模型。关于这些模型之间的等价性的证明也在本节中给出。４．２．１．一般化的基于二次曲面的两步投影（ＴＳＰ０）４弘］订‘善糁一≥蓼／分／。’＼翮ｒ一蓉士＝＝布；275图４－２一般化的基于二次曲面的两步投影模型。有效单视点０在旋转二次曲面的一个焦点上，针孔摄像机的光心Ｏｃ在这个旋转二次曲面的旋转轴上。空间一点Ｍ首先投影到二次曲面上，然后用一个针孔摄像机透视投影到图像平面上。一般化的两步投影定义为：空间一点首先投影到二次曲面上，然后用一个针孔摄像机透视投影到图像平面上，如图４－２ａ

8、ｂ所示。关于一般化的两步投影，有以下几点需要说明：１．这个二次曲面是一个旋转二次曲面。有效单视点在旋转二次曲面的一个焦点上，针孔摄像机的光心在这个旋转二次曲面的旋转轴上。注意针孔摄像机的光心可以位于旋转轴任