非模型化相机标定方法及测角误差研究.pdf

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1、第25卷第10期传感技术学报V01．25No．10CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSOct．20122012年l0月Non-ModeledCameraCalibrationMethodandErrorAnalysisL／Huajin，ZOUJian，WANGWei，LINJiarui，ZHUJigui，YEShenghua(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments，Tia彬nUniversit)

2、，Tianfin300072，China)Abstract：Non—modeledcameracalibrationmethodisraisedfromcombinationofaerialphotographyopticallaboratorymethodandverticalmethod．AmappingtablefromtheindexingviewanglestoCCDcoordinatesinsub-pixellevelisbuilt．Theanglemeasurementprocessdoesnotd

3、ependonimagingmodel，butbyinterpolationcalculatingusingstandardvaluesinthemappingtable．Thenthekeyparametersaffectingtheaccuracyareresearched，includingthestraightnessoftheone—dimensionaltargetandimageprocessingaccuracy，obtainingthesystemerrordistributioncharact

4、eristicsandanglemeasurementuncertainty．Thefeasibilityofthismethodisverifiedbyexperimentresultsofhorizontalanglemeasuring．Keywords：visionmeasurement；non·modelbasedcameracalibration；Angle—Coordinatemapping；one—dimensionaltarget；measuringerrorEEACC：7320Cdoi：10．3

5、969／j．issn．1004-1699．2012．010．016非模型化相机标定方法及测角误差研究冰李华晋，邹剑，王伟，林嘉睿，邾继贵，叶声华(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072)摘要：结合航空摄影光学校准方法和垂线法的概念，提出了一种不依赖于解析模型的相机标定方法，对CCD全像面进行亚像素层级的全视场逐点标定，构建分度视场角一像面坐标映射表；测角过程不依赖于成像模型，而使用映射表标准值插值解算。通过对标定过程进行分析，研究了此方法中影响测角精度的关键参数：一维靶标的靶点直线度、图像处理

6、精度等，获得了系统误差分布特性及测角不确定度。最后通过水平方向测角验证实验，验证了此方法的可行性及误差分析的正确性。关键词：视觉测量；非模型化相机标定；视场角一像面坐标映射；一维靶标；测角误差中图分类号：TB92；TP202+．2文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)10—1406—05在产品存在复杂曲面的工程与工业生产行业，以满足工业现场越来越高的要求。如汽车、飞机、船舶等，基于图像的视觉测量技术以非模型化相机标定抛弃了模型求解方式，对相其非接触式、操作简单、适应性强、工作环境要求低机成像进行光

7、学模拟标定，逐像元精密标定CCD全等特点，越来越多地被应用于装配和质量控制像面，建立视场角度一像面坐标映射表，实现高精度中。_l相机标定是视觉测量的关键技术和步骤，目的畸变细化修正。此方法具有可补偿非模型化参前已产生了很多种标定方法，如传统标定方法、自标数，无模型求解的不确定性问题等优点；但一维靶标定方法、主动视觉标定方法等。l4这些方法均建立的加工精度、图像处理精度、分度机构的精度等关键了畸变模型或补偿畸变的成像模型，解算相机主距误差项会影响标定精度，故研究其误差分布特性，对(、主点(C，C)等模型参数，例如传

8、统方法的经此标定技术的发展具有重要意义。典代表：DLT方法J、Tsai方法J、Weng迭代1标定原理法等。此类方法中，由于模型各参数间的相关性、非线性求解的不确定性、非模型化参数等因素的非模型化相机标定是获得分度映射表的过程，影响使模型补偿存在局限性，难以进一步提高精度每对一个方向标定可以得到一个分度映射表，一般项目来源：高等学校博士学科点专项科研基金(200900321