双目立体视觉系统摄像机标定

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1、第27卷第1期江苏大学学报（自然科学版）Vol.27No.12006年1月JournalofJiangsuUniversit（yNaturalScienceEdition）Jan.2006双目立体视觉系统摄像机标定蔡健荣，赵杰文（江苏大学生物与环境工程学院，江苏镇江212013）摘要：对摄像机参数标定是三维定位的关键.制作了平面式标定板，将标定板中圆的当量中心作为标定用参考点，这样可以有效避免测量误差.采用线性和非线性结合的方法标定摄像机参数，首先利用直接线性转换模型（DLT）得到投影矩阵，通过约束条件分解参数矩阵，分别求出摄像机内部

2、参数；然后将得到的标定参数作为初值，代入非线性方程进行优化，得到精确的标定参数.非线性优化采用Levenberg-Marquardt迭代法.试验表明，标定参数与出厂参数有一定差异，但和实际情况完全吻合.关键词：立体视觉；摄像机标定；直接线性转换模型；Levenberg-Marquardt迭代+中图分类号：TP242.62文献标识码：A文章编号：1671-7775（2006）01-0006-04Stereovisionsystemcalibrationbasedondual-cameraCAIJian-rong，ZHAOJie-wen（

3、SchoolofBiologicalandEnvironmentalEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，China）Abstract：Cameracalibrationisthekeyprocessinthree-dimensionallocationofstero-vision.Aplanarcalibrationrigwasmadeassample，andtheequivalentcenterofcirclesintherigwastakenasreferen

4、cepointtoavoidunnecessarymeasuringerror.Togettheprecisecameraparameters，thelinearandnon-linearmethodswerecombined.First，DirectLinearTransform（DLT）modelwasusedtogettheprojec-tionmatrix.Thenthematrixwasdecomposedbasedontherestraintcondition，andtheintrinsicparame-tersofcam

5、erawasestimated.Theseestimateswerefedtothenon-linearoptimizerasinitialguessforthecalibrationparameters；theLevenberg-Marquardtmethodwasusedasnon-linearoptimizer.Theexperi-mentindicatesthatthecalibratedparametershavecertaindifferencesfrominstructions，butcompletelyagreewit

6、htheactualcondition.Keywords：stereovision；cameracalibration；directlineartransform；Levenberg-Marquardtiteration立体视觉系统是农业机器人的关键部件.虽然镜头畸变；后者考虑了畸变参数，计算繁琐，速度慢，摄像机和镜头均提供出厂参数，但组合以后实际参对初值选择和噪声敏感.作者将两者结合起来，采用数会发生变化，环境温度也会改变摄像机参数.为了由粗到精策略，以实现精确标定.准确定位，摄像机必须标定.1基本坐标系及相机模型摄像机标定的参数主

7、要有内部参数（几何和光学特性的有关参数）和外部参数（相对于某个世界为定量描述光学成像过程，定义4个坐标系，如坐标系的三维位置和方向）.标定方法主要有线性图1所示.①图像坐标系，坐标原点为O0，坐标轴u、标定和非线性标定.前者简单快速，精度低，不考虑v表示列和行；②成像平面坐标系，以摄像机光轴收稿日期：2005-08-31基金项目：江苏省教育厅自然科学基金资助项目（05KJB210019）作者简介：蔡健荣（1966-），男，上海人，副教授（jrcai@ujs.edu.cn），主要从事计算机无损检测技术和农业机器人研究.赵杰文（1945-

8、），男，江苏苏州人，教授，博士生导师（zhao@ujs.edu.cn），主要从事农产品无损检测研究.第1期蔡健荣等：双目立体视觉系统摄像机标定7与图像坐标系的交点O1为原点建立坐标系，x、y轴畸变，这些畸变均可以从径向和