高精度双目CCD测距研究.pdf

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1、分类号：!H2§!UDC：密级：——编号：——高精度双目00D测距研究HighPrecisionRangingofbinocularCCDcameras学位授予单位及代码：挂叠理王太坐I!Q!鳗3学科专业名称及代码：光生工捏(Q8Q32研究万向：班拭扰堂拉盎强王捏应用甲请学位级别：亟±指导教师：扬进垡教接研究生：史韭论文起止时间12QQ9：!!=2Q』Q：12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《高精度双目CCD测距研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人

2、或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标踢。本人完全意识§4本声明的法律结果由本人承担。作者签名二坦L年—L月—五日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”．同意长春理工大学保留井向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保

3、存和汇编学位论文。作者签名导师签名徇型!!年土月五日±!生年—三月兰日摘要本文根据双目CCD测距的研究现状及特点．对本课题进行了深入研究。通过对双目视差原理的分析，对CCD摄像机、镜头、测距平台等设备参数提出了具体要求，以满足测量远距离目标要求及高精度指标。从而晟终确定并完成了双目CCD测距系统的总体设计方案。由于摄像机标定是实现高精度的双目测量的前提条件，本文完成了对双目摄像机的标定。对Tsai的标定算法提出了改进．提出了一种完全线性标定摄像机的方法。根据径向平行约束和一阶径向畸变模型线性求解其余摄像机的内外部参数，包括焦距、一阶径向畸变系数、旋转矩阵和平移向

4、量。实验中针对标定遇到的问题．改进了原有算法．采用单独标定平移分量^，消除了tz对标定结果造成的不稳定影响，得到了收敛性较好的焦距值。实验数据表明该算法具有较高的标定精度。本文还实现了高精度亚像素匹配，匹配算法是高精度双目测距的核心。采用匹配精度较高的互相关匹配算法．为了克服该算法运算较复杂的缺点，提出了一种基于尺度变换的快速匹配算法，大大节省了匹配所消耗的时间。根据互相关匹配结果获得的相关函数．对相关峰进行了分析．提出了两种拟合算法来进一步提高匹配精度，达到亚像素级别。根据测量结果表明，本文的艰目CCD测距系统具有较高的测量精度，目前可以测量3,b'n以内的目

5、标．实际测量精度高于0．5％。关键字：双目ccD摄像机标定亚像素匹配高精度ABSTRACTAccordingtothestatusandcharacterisdcsofbinocularCCDcs．merasranging，thesuhjecthasbeenstudieddepthinthispaper．Throu曲analyzingthebinocularparallax．thespecificrequirementsoftheCCDcaJTte／_a．1ens，rangingplatform．andotherequipments‘parametersarep

6、roposedforsatisfyingtherequirementofdistantrangetargetmeasurementandhi曲一precisionThebinocularCCDcamerarangingsystemhasbeendeterminedandcompletedinthispaper．Calibratingthecameraisthepreconditionofhi曲-precisionbinocularmeasurements，andthecameraiscalibratedperfectlyinexperimentAcomplete

7、lylinearapproachforcameracalibrationispresentedinthispaper,anditimprovestheTsai’ScalibrationalgorithmSolvingtheotherintemalandexternalcameraparametersbasedonRadial·Array—Constraintsandfirst-orderradialdistortionmodelwhichincludefocallength，first—orderradialdistortionparameter,rotatio

8、nmatrixandtr