基于eicc模型的大视场摄像机标定方法研究

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1、学校代码：10406分类号：TP391.4学号：130081102003南昌航空大学硕士学位论文(学位研究生)基于EICC模型的大视场摄像机标定方法研究硕士研究生：罗佳丽导师：周力教授余磊博士申请学位级别：硕士学科、专业：检测技术与自动化装置所在单位：信息工程学院答辩日期：2016-06授予学位单位：南昌航空大学ResearchonCalibrationMethodforCamerawithLargeFieldofViewBasedonModelofEICCADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnDetectionTechnology

2、andAutomaticEquipmentByLuoJialiUndertheSupervisionofProf.ZhouLi&Dr.YuLeiSchoolofInformationEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2016摘要如今，基于计算机视觉的测量系统已越来越多地应用于航空工业的加工、装配、质检等多个环节，其核心测量部件摄像机的标定精度直接影响着整个视觉测量系统的性能。航空工业中，部件装配以及检测的范围通常为2-20米的大视场。为了保证大视场视觉测量系统精度，标定时要求靶标尽可能充满整个视场。由于

3、大尺寸的二维或三维靶标加工困难且靶点位置精度难以保证，因此目前通常采用将多个小尺寸二维靶标组合为大尺寸的平面或立体靶标的方式。然而，现有的靶标组合方式需要满足标定时各靶标之间共面，或已知小靶标之间严格的位置关系，并且在标定过程中不能对其进行任何改变等约束条件。为了突破已有方法的局限，本课题提出基于ExpedientlyImplementedCameraCalibration(EICC)模型的大视场摄像机标定方法并研究其相关特性。主要研究内容和成果如下：1、提出基于EICC模型的大视场摄像机标定方法。1)根据大视场标定的特点，提出Multi-azimuth靶标的设计方法。Multi-

4、azimuth靶标不但解决了大尺寸靶标加工困难，不便携带和运输等难题。2)获取Multi-azimuth靶标的特征信息。实验表明，该方法能够精确获取特征点信息，并准确排序，这为获取EICC模型的标定参数奠定了基础。3)获得大视场标定参数。实验结果表明，该方法避免了直接使用遗传算法时易陷入局部最优或者求得的内参偏离实际值等问题，提高了大视场标定精度。将本课题提出的EICC模型标定与传统的平面标定方法(分别采用棋盘格靶标和圆形特征点靶标)进行对比，实验结果表明EICC模型的标定精度更佳，充分表明EICC模型的可行性。2、分析EICC模型标定的相关特性1)通过分析Multi-azimut

5、h靶标大小和Multi-azimuth靶标之间摆放距离对EICC模型标定误差的影响，获得子靶标面积与最佳摆放位置关系——Area-PositionRelation(APR)关系式。在实际大视场标定时，可以根据视场大小和已知APR关系式，指导实验确定Multi-azimuth靶标之间的最佳距离，从而提高标定精度。I本课题提出Multi-azimuth靶标设计方法，极大提高了标定的便捷性。在此基础上提出一种基于EICC模型的大视场摄像机标定方法，并分析该方法的特性进而获得APR关系式。APR关系式可指导大视场标定时靶标位置的摆放，从而确定靶标之间的最佳距离，进而减小标定误差。关键词：M

6、ulti-azimuth靶标，EICC模型，大视场，摄像机标定IIAbstractNow,themeasurementsystembasedoncomputervisionhasbeenincreasinglyusedinaerospaceindustryprocessing,assembling,qualityinspection,andotherlinks.Itscameracalibrationprecisionofthemeasurementcorepartsdirectlyaffectstheperformanceofthewholevisualmeasuringsyst

7、em.Intheaviationindustry,thescopeofpartsassemblyandtestingareusually2to20meterswidefield.Inordertoensurethewidefieldvisionmeasurementsystemprecision,targetsshouldbeaspossiblefulloftheentirefieldofview.Becausethelargesizeoftwo-dimensiona