大视场双目视觉传感器的现场标定

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1、万方数据第17卷第3期2009年3月光0Ipticsand学精密工程PrecisionEngineeringV01．17No．3Mar．2009文章编号1004—924X(2009)03—0633—08大视场双目视觉传感器的现场标定孙军华，吴子彦，刘谦哲，张广军(北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室，北京100191)摘要：分析r摄像机和双目视觉传感器的数学模型。针对大视场视觉测量应用。提出了一种基于基线尺的大视场双日视觉传感器标定方法。在测量窄间内任意多次摆放基线尺，由两摄像机拍摄基线尺图像。利用基本矩阵及基线尺卜两特征点之间距

2、离的约束，采用线性解和非线性优化相结合的方法同时估计摄像机的内部参数以及双目视觉传感器的结构参数。该标定方法操作简单，标定效率高，无需初始参数即可估计双目6体传感器的全部参数。实验结果表明，该方法适合双曰立体视觉传感器的现场标定，在6000mmX4500mm的范围内可以得到0。06mm的测量精度。关键词：立体视觉传感器；标定；大视场；基线尺；基本矩阵中图分类号：TP39l；TP212．6文献标识码：AFieldcalibrationofstereovisionsensorwithlargeFOVSUNJun—hua，WUZi—yan，LIUQia

3、n—zhe，ZHANGGuang-jun(Keyl—aboratoryfo，．PrecisionOptical—mechanicalTechnologyoftheMinistryofEducation，BeihangUniversity，Beijing100191。China)Abstract：ThemathematicalmodeIofastereovisionsensorisanalyzed．AimingattheapplicationofvisionmeasurementinlargeFieldofView(FOV)，anovelcalib

4、rationmethodforstereovisionsensorwithlargeFOVisproposed．AbaselinerulurisrandomlyplacedinFOVofthevisionsensorforsev—eraltimesandtheimagesofthefeaturepointsonthebaselinerulurareacquiredbythecameras．Then，basedonthefoundationalmatrixandtheconstraintoftheknowndistancebetweentWOfea

5、turepointsonthetarget，theintrinsicparametersofcamerasandthestructureparametersofstereovisionsensoraresimultaneouslyestimatedbythemethodcombininglinearsolutionwithnonlinearoptimiza—tion．Theexperimentalresultsshowthattheproposedcalibrationmethodisefficientandeasytooper—ate．A1lp

6、arametersofstereovisionsensorcanbedeterminedwithoutinitialvalue．Bythemeasure—mentprecisionof0．06mminthemeasurementrangeof6000mm×4500mm，itisprovedthattheproposedmethodiSsuitableforcalibratingstereovisionsensorwithlargeFoVonthespot．Keywordslstereovisionsensor；calibration；largeF

7、OVIbaselineruler；fundamentalmatrix收稿日期：2008—07—02；修订日期：2008—10—07．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．50727502；No．60804060)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(No．200800061003)万方数据634光学精密工程第17卷引言双目立体视觉是基于视差的，由三角法原理进行三维信息的获取。随着成像器件加工工艺及水平的快速提高，其像元数也迅速提高，使得双目立体视觉技术应用于超大尺寸的检测成为可能。而摄像机标定及双目视觉传感器结构参数在大视场中的标定是立体

8、视觉传感器进行超大尺寸检测的关键。传统的摄像机和双日视觉传感器标定方法往往依赖于精密加工的2D或3D靶标，如R．TsaiLlo提出的基于