面向大尺寸测量机器视觉系统多摄像机标定方法的研究论文

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1、江苏大学硕士学位论文摘要视觉测量技术作为一种非接触式的新颖的测量技术，具有高精度、高效率、低成本等优点，能够应用在诸多领域。为了能够实现工业检测朝大尺寸方向发展，多摄像机视觉测量系统应运而生，与此同时，引入了多摄像机标定这一难题，实现简便、精确的多摄像机标定，是目前研究的热点和难点。本文以多摄像机视觉测量系统为研究对象，深入研究和探索了各摄像机内外参数标定法及多摄像机全局标定方法，研究内容包括：1．深入研究了现有多摄像机全局标定方法，提出了基于双目视觉标定及平面标靶的多摄像机全局标定方法。将多摄像机视觉系统中的多个摄像机按照一定的规则两两组成多个双目立体视觉摄像机对，通

2、过双目立体标定结果，求解各摄像机对之间的旋转和平移矩阵，实现多摄像机的全局标定。实验证明该方法简单可行，且具有较高的标定精度，并解决了平面标靶的白遮挡问题，扩大了系统的测量范围。2．研究了基于反折射镜的多摄像机成像原理，提出了利用平面反射镜及平面标靶的多摄像机标定系统，并结合中介坐标统一法，详细研究了多个摄像机全局标定过程中的坐标转换原理，实现了无公共视场的双目视觉模块间的坐标统一，并最终实现了多个摄像机坐标的全局统一。3．研究了各种角点检测方法，重点研究了Harris角点检测方法及其不足之处，介绍了现有的各种改进方法，在此基础上提出了使用Harris算子检测彩色角点的

3、方法，并采用二次曲面拟合方法实现了彩色角点的亚像素提取。4．搭建了基于平面镜和平面标靶的多摄像机标定系统，利用上面向大尺寸测量的机器视觉系统多摄像机标定方法的研究述理论研究，实现了对4个摄像机系统的内参数标定和全局标定，并利用高精度电动平移台的位移llOOmm作为标准量，对多摄像机全局标定精度进行了测定，356个点对距离测量的相对误差平均值为0．0205％，标准差为O．0740mm。实验表明，本文所提出的基于平面镜和平面标靶的多摄像机全局标定方法简单易行，且具有很高的精度。关键词：大尺寸测量，多摄像机标定，全局标定，双目立体视觉，平面镜成像江苏大学硕士学位论文Abstr

4、actVisionmeasurementtechniqueisanovelnon—contactmeasurementtechniquethathastheadvantagessuchashighprecision，highefficiencyandlowcost．Therefore，ithasgotwidedevelopmentandapplicationinmanyfields．Tobeabletomeettherequirementsofthedevelopmentoflarge—sizeindustrialmeasurement，multi-cameravisi

5、onmeasurementsystememerged．Meanwhile，theproblemofmulti—cameracalibrationarises．Asimpleandaccuratemulti-cameracalibrationmethodisahotaswellasdifficultproblemnow．Inthisdissertation，thoroughstudyandexplorationonthecameracalibrationaremade，includingtheinternalparameterscalibrationofeachcamer

6、aandtheglobalcalibrationmethodformulti．cameravision．Themainconcernsareasfollows：1．Anewglobalcalibrationmethodbasedonbinocularvisionformulti．cameracalibrationisimprovedinthisdissertation．Inthismethod，everytwocamerassequentiallymakeuponecouple，andthefirstcameraistakenasthereferencetobuildt

7、heglobalcoordinate．Bycalibratingeachcoupleapplyingbinocularcalibrationmethodandthecoordinatetransformation，theglobalunificationofallthecamerasisrealized．Theexperimentresultsshowthatthismethodissimple，feasibleandeffective，andhashighprecision．Itsolvestheocclusionproblemthat