基于正交消失点性质的摄像机标定方法研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：基于正交消失点性质的摄像机标定方法研究英文并列题目：ResearchonCameraCalibrationMethodBasedonthePropertiesofOrthogonalVanishingPoint研究生：刘杨豪专业：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程导师：谢林柏指导小组成员：学位授予日期：2016.06答辩委员会主席：刘飞江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一六年六月1独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标法和致谢的地方外，论文中不包含其他人

2、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。古〇＊＾＞签名；１贼日期；么年；月八日关于论文使用授权的说明＇本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、一致汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相。保密的学位

3、论文在解密后也遵守此规定。签名：坤ｆｅ奏导师签名：日期：年ｒ月２午日摘要摘要随着摄像机在成像分辨率、图像采样速率以及计算机图像处理速度的提高，除了一般的监控、计算机视觉等领域，摄像机被越来越广泛地应用于三维扫描、视觉检测、三维测量等领域，且测量精度越来越高，而摄像机标定则发挥着越来越重要的作用。本文着重研究了摄像机标定过程中的两个重要环节，角点检测和摄像机参数标定，完成以下研究工作：首先，研究了图像特征点的提取问题，针对Harris角点检测算法在精确性，实时性等方面的不足，给出亚像素级角点检测算法，并且在实时性方面也大幅优化。其次，介绍摄像机标定涉及的四个坐标系及其之

4、间的变换关系和摄像机标定的线性和非线性模型。在简化的四内参数基础上，利用棋盘格模板上角点的三维世界坐标和投影到二维摄像机图像坐标间的匹配关系，给出一种基于共面点改进的摄像机标定方法,最后使用LM非线性最小二乘对标定参数优化求精。仿真实验表明改进的算法在准确性、稳定性上有良好表现，并且通过仿真与张正友标定算法的结果相比较具有一定优势。最后，考虑到现场摄像机标定的需要，提出一种基于正交消失点性质的摄像机自标定方法。其既不需要精确的棋盘格模板，也不需要借助精确可控的高精度摄像机移动平台。根据影像直线特征几何特性，计算直线消失点的位置，并根据消失点几何性质和摄像机标定模型理论，拍摄4幅图像

5、获得4组消失点对，即可实现摄像机内参数和畸变系数的标定，假如知道世界坐标系中的对应特征点的坐标，可以实现摄像机外参数的标定。仿真实验表明，该算法有效可行，扩展了适用场合范围，更具有现实意义。关键词：计算机视觉；摄像机标定；角点检测；共面点；消失点IAbstractAbstractWiththeimprovementofcamerainimageresolution,imagesamplingrateandcomputerimageprocessingspeed,inadditiontothegeneralmonitoring,computervisionfieldcamerawas

6、moreandmorewidelyusedinthefieldof3Dscanning,visualdetection,3Dmeasurement,andmeasurementaccuracyandisgettinghigherandhigher,andcameracalibrationisplayinganincreasinglyimportantrole.Thisdissertationfocusesonthetwoimportantaspectsofthecameracalibrationprocess,thecornerdetectionandcameracalibrati

7、onparameters,completethefollowingresearchwork:Firstly,thisdissertationstudiesthedetectionproblemofimagefeaturepoints.InviewoftheshortcomingsofHarriscornerdetectionalgorithminaccuracy,real-timeandsoon,animprovedsub-pixelcornerdetectional