一种新型的摄像机标定方法

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1、《电气自动化》!""#年第$%卷第&期测量与检测技术’()*+,(-(./01(/(2/3.45(26.32*一种新型的摄像机标定方法!"#$%#&’()(*+,-#.,+,/01.,&0(2温州职业技术学院!温州"#$%%%&林海平!!"#$%&’(&)*+,&#*-./")%#,)*-0&--"1"，!"#$%&’2%"3,#1"#$%%%&’()*+,-)*.+)/)*0武汉理工大学自动化学院!武汉’"%%(%）陈静华艳秋!4)%&&-&56’+&7*+,!’%*#9#,:";<,+=&5/")%#&-&1=8!’%*#>’?",1"%%2%

2、,’(3*4)*0.5+6+*7)5摘要8摄像机标定在计算机视觉系统中的作用非常重要，它最终确定系统给出外界三维信息的精确度。改进的非线性最优化摄像机标定方法充分考虑了摄像机的各种畸变，经过多次迭代取得最优解，因其测量精度高，计算速度快而得到广泛的应用。关键词8摄像机标定改进的非线性最优化方法软件设计)*+,-./,：9(3:5*;<)=*=:;+>3?+;+@)A?+<)=*)*;=>/5<3?B)C)=*CDC<3>)C3E3@D)>/=?<+*<，)<:)*+@@DF3<3?>)*3C<(3/?3;)C)=*=:<(3=5

3、3F)>3*C)=*+@)*:=?>+<)=*G9(3)>/?=B3F*=*H@)*3+?=/<)>)I+<)=*>3<(=F:5@@D;=*C)F3?C;+>3?++@@J)*FC=:F)C<=?<)=*C，<(?=50(>+*D<)>3C)<3?+<)=*&=A<+)*C<(3=/<)>+@C=@5<)=*GK3;+5C3=:)3+C5?)*0+;;5?+;D，<(3;=>/5<+<)=*C/33F75);J@D&<(3?3AD&=A<+)*3F<(3L)F3C/?3+F+//@);+<)=*G01234-5+：;+>3?+;+@)A?

4、+<)=*)>/?=B3>3*<*=*H@)*3+?=/<)>)I+<)=*>3<(=FC=:

5、近式中：;A*D#C=#@@为像点到像摄像机的实际模型且参数能准确地标定出来，则获得的测量精度面中心的极坐标半径，BR，B#，越高。具体来说，摄像机标定的目标就是确定摄像机内部几何和B"，⋯为径向畸变参数。若令光学特性（内部参数）和以及相对于一个世界坐标系的摄像机坐标D@V;;=C"，=@V;C)*"，则式（R）的三维位置和方向（外部参数）。精确的标定摄像机的内外参数不!#CB1CBTC⋯）D;AD（@BR;#;";可化为：{（#）仅可以直接提高测量精度，而且还可以为以后的数据分析和三维!#CB1CBTC⋯）=;A=（@BR;#;";重建奠定良好的基础。

6、#6#偏心畸变目前国内外标定方法MRU2N有很多种，其中主要的有近似求解偏心畸变主要由光学中心和几何中心不一致造成，即镜头各的摄像机标定方法、直接非线性最优化的求解方法和双平面标定器件不能共线。偏心畸变既含有径向畸变，也含有与摄像机镜头方法，它们都存在一定的局限且测量误差较大。二步法是目前较主光轴不对称的切向畸变，偏心畸变误差为：好的高精度标定方法，因其算法简单、快速而被许多人应用，但缺!D@AE（R#D#@C=#@）C#E#D@=@C⋯{（"）点是只考虑径向畸变，对于切向畸变比较大的场合则不适用。改!=@A#ERD@=@CE（#D#@C=#@）C⋯进的

7、非线性最优化标定方法是最近新提出来的一种标定方法，因式中：ER和E#为偏心畸变参数。其测量精度高，计算速度快而引起人们的关注。#6"薄棱镜畸变4摄像机实际模型薄棱镜畸变由镜头的设计缺陷与加工误差造成，相当于光学摄像机镜头是非理想光学系统，存在误差，物点的实际成像与系统中附加了一个小棱镜，引起径向偏差和切向偏差。薄棱镜畸理想成像之间存在光学畸变误差。主要的畸变有径向畸变、偏心!DFA4（RD#C=#）C⋯@@变误差为：{（1）畸变和薄棱镜畸变，径向畸变使像点产生径向位置偏差，偏心畸变!=FA4（#D#C=#）C⋯@@和薄棱镜畸变使像点既产生径向位置偏差，又

8、产生切向位置偏式中：4R&4#为薄棱镜畸变参数。差。图R所示为理想像点和实际像点