双目立体测量系统标定及精度评价-论文.pdf

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1、第31卷第7期计算机应用与软件V01．31NO．72014年7月ComputerApplicationsandSoftwareJu1．2014双目立体测量系统标定及精度评价张鑫习俊通(上海交通大学机械与动力工程学院上海200240)摘要摄像机标定是双目立体测量系统的基础，标定精度也最终影响着整个系统的测量精度。Zhang提出的平面模板标定法通过采用一种具有特征点的平面靶标来进行标定，操作简便，精度高。关于此方法，不同类型的靶标具有的特征点提取精度也不同，从而影响着摄像机标定精度。采用棋盘和圆点阵列两种类型靶标分别进行摄像机标定，然后利用标定结果进行三维测量，以三维测量精度作为标定精度评价

2、依据。实验表明，相较于棋盘靶标，采用圆点阵列靶标进行摄像机标定，将会获得更高的标定精度。关键词摄像机标定双目立体测量系统棋盘圆点阵列精度评价中图分类号TP391文献标识码ADOI：10．3969／j．issn．1000—386x．2014．07．041CALIBRATIoNANDACCURACYEVALUATIoNoFBINoCULARSTEREoMEASUREMENTSYSTEMZhangXinXiJuntong(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)AbstractC

3、ameracalibrationisthefoundationofbinocularstereomeasurementsystem，andthecalibrationprecisionalsoaffectsthemeasuringprecisionofwholesystemeventually．TheplanetemplatecalibrationmethodproposedbyZhangcalibratesbyusingaplanetargetwithfeaturepoints，anditiseasyinoperationandhighinaccuracy．Forthismethod，

4、ithasdifferentprecisionsonfeaturepointextractionfordifferenttargets，thereforethecameracalibrationprecisionsareimpacted．Inthispaperweproposetousetwokindsoftargets，thecheckertargetandcirclearraytarget，tocarryoutthecameracalibrationrespectively，andthenusingthecalibratedresultsfor3-dimensionalmeasure

5、ment，andtakingthe3Dmeasuringprecisionasthebasisofthecalibrationprecisionevaluation．Experimentdemonstratesthatcomparedwithcheckertarget，thecameracalibrationwillobtainhighercalibrationprecisionbyusingcirclearraytarget．KeywordsCameracalibrationBinocularstereosystemCheckerCirclearayAccuracyevaluation

6、定精度。0引言1标定及精度评价原理摄像机标定是双目立体测量系统不可缺少的前提和基础，并且标定精度直接影响最终的测量精度。摄像机标定的目的是1．1非线性摄像机模型确定三维物体的世界坐标系到摄像机上图像坐标系的映射关用P=[YZ]表示空间中一个三维点，用p=[“]表系，其中包括摄像机成像系统内外几何及光学参数的标定和两示投影在图像上的二维点，则在理想的小孔模型下，图像的成像个摄像机之间的相对位置关系的标定。过程可用如下关系式表示。在一系列标定算法中，Zhang提出的平面模板标定法利用一个具有特征点的平面靶标，摄像机从多个不同方位拍摄获取r]sIll=R]图像，最后通过确定图像和靶标上的点的匹

7、配关系，计算出映射IJA=[矩阵，从而获得摄像机参数。该方法具有操作简单、精度高、鲁棒性好的特点。目前，摄像机标定过程中使用较多的平面靶标其中A代表的内参数矩阵为图像U轴的尺度因子为图像包括棋盘靶标和圆点阵列靶标等。不同类型的靶标，其特征点轴的尺度因子，(C⋯C)是主点(光轴与图像平面的交点)坐的提取精度也不同，从而影响着摄像机标定精度。本文分别采标。[Rt]代表外参数矩阵，代表3X3的旋转矩阵，t代表3X用棋盘靶标和圆点阵列靶标进