基于双目鱼眼镜头的标定方法研究(I)

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1、分类号：TP391．4密级：天津理工大学研究生学位论文基于双目鱼眼镜头的标定方法研究(申请硕士学位)学科专业：检测技术与自动化装置研究方向：传感器技术及自动检测系统作者姓名：刘娜指导教师：朱均超副教授张宝峰教授2014年2月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’SDegreeResearchontheParametersCalibrationMethodsforBinocularFish--eyelensByLiuNaSupervisorA．P．

2、ZhuJunchaoProf．ZhangBaofengFeb．2014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和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼理王盔堂或其他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了谢意。学位论文作者签名：签字日期：加仰年；月J日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解云洼理王太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞洼理王太堂可

3、以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：轴超签字日期：加J牛年；月f日签字日期：加惮年I；月f日摘要随着计算机视觉的不断的发展，常规摄像机系统视角范围的局限性在很多场合已不能满足需求，鱼眼镜头短焦距，大视场的特点使其越来越受到人们的关注。经过国内J'l-科研人员多年的深入研究，鱼眼镜头被广泛应用于国防技术、安全保卫、机械、医疗等众多行

4、业。由于单一摄像机不能得到物体的景深信息，利用双目可以模拟人的两个眼睛，识别物体信息和获取物体景深信息，通过拍摄视场角不同的两幅一维场景图来恢复二维坐标或几何形状。摄像机标定的技术是将摄相机测量和实际的三维测量联系到一起的方法，也是视觉技术的工作的最基本原理。本课题的主要目的是利用双目立体视觉建立其数学模型，构造立体的标定空间，进而研究出双目鱼眼镜头视觉系统参数标定的有效方法。本文通过对双目立体视觉原理和标定方法进行了研究分析了鱼眼镜头立体视觉系统。根据以上原理及方法，建立出鱼眼镜头的标定模型，通过实验研究了一套适用于鱼眼镜

5、头的物理参数标定方法，并分析了它们的优缺点，进一步提出了以射影重建为基础的标定方法。在此基础上得出了平行与垂直两种鱼眼镜头视觉系统模型，研究了一套数字参数化标定方法对其进行标定，最终实现了对双目鱼眼镜头的标定。本文主要内容包括以下的几个方面：l双目立体视觉系统。深入了解并分析双目视觉系统的基本原理，研究了经典的常规双目视觉标定方法。采用张正友标定的方法对常规镜头进行了标定，为后续鱼眼摄像机建模标定等提供理论依据；2鱼眼镜头参数标定。通过对鱼眼镜头视觉系统进行描述，包括其结构、成像理论、几何模型与畸变模型，建立了适用于鱼眼镜头

6、的标定模型。研究了两种鱼眼镜头标定方法：基于物理参数的鱼眼镜头标定方法；基于射影重建的鱼眼镜头标定方法，利用多幅没有经过标定的鱼眼图像，来完成欧式重建过程。通过将标定结果带入校正模型，比较校正效果可以看出此方法得出的标定结果效果较好。3双目鱼眼镜头的立体视觉系统参数标定。首先要对平行与垂直双目鱼眼镜头视觉系统进行了建模，研究了一套适用于鱼眼镜头的数字参数化标定方法，需要对两种模型分别进行内参标定，并且针对．卜面的两种情况提出了各自的系统外参标定方法。最后通过MATLAB编程来实现基于双目鱼眼镜头的立体视觉系统参数的标定。关键

7、字：双目鱼眼镜头系统内外参数射影重建数字化标定AbstractWiththecontinuousdevelopmentofcomputervision，theanglerangelimitationsofconventionalcamerasystemcannotmeetthedemandonmanyoccasions，peoplepaymoreaRentiononitsshortfocallengthandlargefield．Underthetirelesseffortsofscholarsathomeandabroad

8、，Fisheyelenshasbeenwidelyusedinsecurity，robotnavigation，clinicalmedicine，andmanyotherindustries．Sinceasinglecameracannotgetthedepthinformationoft