基于交比不变性的摄像机标定方法

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1、11262011,Vol.32,No.3计算计机算工机程工与程设与设计计CoCmopmupteurteErnEgningeinereienrginagnadnDdeDsiegsnign基于交比不变性的摄像机标定方法1,21李进明，林意(1.江南大学数字与媒体学院，江苏无锡214122；2.江南大学信息工程学院，江苏无锡214122)摘要：针对传统棋盘格模板制作过程复杂、精度要求高的问题，提出了一种动态的基于交比不变性的摄像机标定方法。对两幅同源图像中的直线信息进行提取，运用顶点交比序列的唯一性来完成两图像中直线的匹配，从而准确实现了点与点的动态标定。实

2、验结果表明，该方法鲁棒性较好，在自然环境下，对于标定固定位置的摄像机也能运用，表现出了良好的效果，具有广泛的应用性。关键词：棋盘格模板;交比不变性;摄像机标定;顶点交比序列;动态标定;鲁棒性中图法分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：1000-7024(2011)03-1126-04Methodforcameracalibrationbasedoncross-ratioinvariability1,21LIJin-ming,LINYi(1.SchoolofDigitalMedia,JiangnanUniversity,Wuxi214122,C

3、hina;2.SchoolofInformationEngineering,JiangnanUniversity,Wuxi214122,China)Abstract：Aimedattheproblemsofthecomplicatedprocessoffabricationandhigh-precisionforX-cornertemplate,adynamicmethodbasedontheprincipleofcross-ratioinvarianceforcameracalibrationisproposed.Firstly,linefeatur

4、eintwohomologousimagesarepickedup,thentheuniquenessofthesequenceofverticalcross-ratioisusedtomatchtwoimagesstraighttoaccuratelyachievedynamiccalibrationforpoint-to-point.Experimentalresultsshowthatthemethodhasbetterrobustness,thismethodisfitforcalibratingfixedcamerainnaturalenvi

5、ronmentandaswelldisplaypositiveeffects.Soithasawiderangeofapplication.Keywords：X-cornertemplate;principleofcross-ratioinvariance;cameracalibration;sequenceofverticalcross-ratio;dynamiccalibration;robustness高，并且要在一定的环境下进行拍摄，如需要均匀光照等条0引言件，实用性不高，本研究过程所采用的相交直线模板制作简在三维视觉检测中，摄像机的动态标定工

6、作有着重要的单、在自然环境下也体现了较好的实用性，并且实验表明效果意义，而标定所用的标定点的准确程度很大程度上决定着标是很好的，因此具有广泛的应用性。定的精度以及三维检测的效果。众所周知，角点是图像中的1透视投影的交比不变性原理强特征点，它决定了图像中许多目标的形状特征，所以在图像匹配、目标描述与识别、运动估计以及目标跟踪等领域得如图1所示，在空间直线L上，点A、B称为基础点对，点到广泛应用，角点提取具有十分重要的意义。目前已经提出C、D称为分隔点对，O和O'为视点，则交比不变的基本概念和了多种基于角点的检测方法，如亚像素级范围内的角点提取定理如下：算

7、法[1-2]、基于小波变换的Harris多尺度角点检测算法[3]，以及定义1[7]由分隔点和基础点所确定的两个有向线段之比根据棋盘格的几何特性提出的SV算子检测算法[4]，以及基于B样条角点检测算法[5]，然而现诸多角点检测算法中主要存在OO'以下问题[6]：①角点信息易丢失；②角点位置偏移；③对噪声比较敏感。然而本文利用空间几何变换中透视投影的交比不变llll性原理不仅能够很好的对特征点(角点)进行提取和标定，同时也能够达到对非特征点进行精确标定。尤其在对特征点(角LABCD点)的提取中该方法能有效克服现有角点检测中的缺陷。另一方面现在实验室中进行摄

8、像机标定所用模板制作要求较图1简比与交比收稿日期：2010-03-25；修订日期：2010-0