基于两共面圆模板的摄像机标定技术研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于两共面圆模板的摄像机标定技术研究作者姓名柳海潮学位类别工程硕士指导教师陈华副教授2016年5月中图分类号：TP391.41学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文(应用研究型)基于两共面圆模板的摄像机标定技术研究硕士研究生：柳海潮导师：陈华副教授副导师：杨兴旺工程师申请学位：工程硕士工程领域：仪器仪表工程所属学院：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinInstrumentandM

2、eterEngineeringRESEARCHONCAMERACALIBRATIONBASEDONTWOCOPLANARCIRCLESbyLiuHaichaoSupervisor:AssociateProfessorChenHuaYanshanUniversityMay,2016摘要摘要随着计算机技术的不断发展，计算机视觉在测绘、工业控制、导航、军事、机器人手眼系统等领域得到了广泛的应用。作为立体视觉中十分重要的一步，摄像机标定是通过图像获取三维信息的前提和基础，因此近年来在摄像机标定领域的研究十分活跃。本论文在总

3、结国内外摄像机标定研究成果的基础上，重点研究了摄像机标定的相关理论方法。通过构造摄像机标定模型来计算摄像机的相关参数，获取三维物体和二维图像之间的几何关系，从而为立体视觉三维重建打下基础。其中本文重点对摄像机标定模板设计和特征点提取进行了研究，具体的研究内容和研究工作总结如下：1.提出了一种基于两共面圆模板的摄像机标定方法。该方法选取两共面圆作为标定模板，不需要摄像机做任何已知的运动，通过模板中两共面圆的几何位置关系来确定出特征点的位置。不需要任何人工操作，即可以提取出图像中特征点的坐标，进而完成摄像机的标定工作。

4、2.研究了图像的特征点提取问题。针对本文中提出的标定方法，通过仿真实验，比较了各种边缘检测算子的效果，选取Canny算子对本文中模板图像进行边缘检测。在完成边缘检测后，利用最小二乘法来拟合出椭圆的参数，根据椭圆参数计算出特征点的图像坐标。3.在实验室条件下完成了摄像机的标定，得出了摄像机的参数结果。设计了数据对比分析实验，在利用本文提出方法完成摄像机标定的同时也利用Zhang的方法对摄像机进行了标定，通过与Zhang方法的标定结果进行对比，证明了本文提出方法的可行性和有效性。关键字：摄像机标定；共面圆模板；边缘检测

5、；椭圆拟合；最小二乘法-I-AbstractAbstractAsthedevelopmentofcomputertechnology,computervisionhasbeengreatlyappliedinthefieldofmapping,industrialcontrol,navigation,military,robothand-eyesystemandsoon.Asanimportantstepofspatialvision,cameracalibrationisthepreconditionandfou

6、ndationofobtain3Dinformationbyimages.Sointherecentyearstheresearchaboutcameracalibrationisverydynamic.Inthispaper,wesummarizetheachievementofdomesticandabroadstudy,andfocusingonthemethodsofcameracalibration.Calculatingtheparametersofcamerabystructuringcameramo

7、dels,andthenbuildingtherelationshipof3Dobjectsand2Dimages,layingthefoundationof3Dreconstruction.Themajorelementsofthispaperisaboutcalibrationtargetdesigningandthedetectionoffeaturepoints.Thespecificresearchcontentscanbesummarizedasfollows:1.Proposedancalibrati

8、onmethodbasedonthetargetoftwocoplanarcircles.Themethodselectstwocoplanarcircleascalibrationtargets,gettingthepositionofthefeaturepointsbythegeometricalrelationshipofthetwocoplanarc