摄像机阵列标定方法研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文摄像机阵列标定方法研究姓名：闵星申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：汪增福20100501摘要摘要摄像机阵列具有较大视场，在视觉监控、基于真实场景图像的虚拟漫游与三维重建等方面具有广泛的应用。摄像机标定是从二维图像获取三维信息必不可少的步骤，并由此重建和识别物体。目前对单个摄像机标定的研究已经比较成熟，并且能够得到较好的标定结果。因此，在单摄像机标定方法的基础上，研究摄像机阵列的标定，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。为了实现摄像机阵列的标定，本文研究

2、了单个摄像机的标定，选用合适的标定方法，将其扩展至摄像机阵列的标定。首先使用基于平面模板的标定方法对每个摄像机进行标定，然后再通过一定的方法，标定出所有摄像机之间的相对位置关系。针对其中的各个环节，本文所做的工作如下：1)通过研究国内外主流摄像机标定方法，采用基于平面模板的标定方法对单个摄像机进行标定，实验结果较好。2)利用标定模板平面和摄像机图像平面之间的单应性矩阵的性质，使用矩阵分解的方法得到所有摄像机的投影矩阵和模板平面参数。加入标定模板的几何约束，将分解得到的结果变换为同一参考坐标系下的摄像

3、机之间的相对位置关系。3)本文提出了一种基于逐步优化的摄像机阵列标定方法，该方法是对基于平面模板的单摄像机标定方法的扩展。使用基于平面模板的方法求解出各个摄像机的内参数以及各个摄像机相对于模板的位置关系。选定一个摄像机作为参考摄像机，再逐步地标定出其它的摄像机相对于参考摄像机的位置，最后得到所有的摄像机在同一个世界坐标系中的位置关系。对摄像机阵列标定的实验结果表明，所提出的方法可得到准确的摄像机内外参数以及相互之间的位置关系。关键词：摄像机阵列标定三维重建矩阵分解逐步优化AbstractWithal

4、argerfieldofview，cameraarrayiswidelyusedinvirtualreality，surveillance．image．basedrenderingand3Dreconstruction．Thecameracalibrationisanindispensablestepforrecovering3Dinformationfrom2Dimagesandprovidestheunderlyingbasisforobjectreconstructionandrecognit

5、ion．Thecurrentstudyonsinglecameracalibrationisrelativelymature，andCallgetgoodresults．Therefore，calibrationofcameraarraybasedOilthesinglecameracalibrationmethodhasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalue．Inordertocalibratecameraarrays，wechoosea

6、ppropriatesinglecameracalibrationmethod，andextendittothecameraarraycalibration．Eachcameraiscalibratedbasedonplanar．basedcalibrationmethod，andthen，therelativepositionsbetweenallthecamerasarecalibrated．Herealethedetailsofseveralpartsmentionedabove：l、Thro

7、ughstudyingthemainmethodsofcameracalibration，wechooseplanar-basedcalibrationmethodtocalibratesinglecamera,andtheresultsaregood．2)Usingthehomographymatrixbetweenplanarandimageplane，allthecamera'sprojectionmatrixandthetemplateparametersareobtainedviafact

8、orization．Then．theresultsoffactorizationaretransformedintothesalllereferencecoordinatesystemtogetrelativepositionbetweencameras·3)Weproposeastepwiserefinementcameraarraycalibrationmethod．Selectac锄eraasareference．andthentherelativepositi