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1、论文题目：数码相机的定位姓名：曹军子单位：和平县职业技术学校日期：2011-6-8数码相机的定位摘要图像复现在刑侦学、医学、建筑学等领域已经得到了广泛的运用。在这类应用中，主要采用的方法是两类单目定位，一类需要参照物；另一类采用精密调焦CCD摄像机。但是，其应用具有一定的局限性，且设备成本较高，文中构造了运用一般照相机单目和双目复现的模型。先后利用单双目定位技术，同时辅以边缘提取，构建空间坐标和像素坐标等方法，对单目(单相机)和双目(2台相机)图像的还原定位进行了估算和拟合。建立单目和双目视觉定位模型，构建了运用照相机定位的系统。首先对靶标的像进行图像处理，采集像的边缘点，定位靶标的圆心的
2、像，再由小孔成像原理和相似形的相似原理，在空间还原靶标的圆心，对圆心坐标进行修正，进而确定靶标在空间的平面，最终定位图像。另外，还对此单目视觉定位模型进行了精确度和稳定性的测试，得到了很好的效果。使得所得结果与靶标有较好的近似效果。最后，基于平行双目视觉系统的测量原理，构建了一种双目定位靶标的模型，同样对靶标的像进行了图像处理，采集像的边缘点，定位靶标边缘点的像，运用小孔成像原理和双目视觉系统的测量原理，定位靶标的圆心，对定位的圆心坐标加以修正，确定靶标所在的平面，定位图像。经过对比靶标和定位的图像，建立的双目测量模型有着很好的定位效果。上述系统容易构建，成本低廉，具有较强的实用性，有着相
3、当精确的定位效果，为还原实物和实物与像的相对位置提供了一种有效的方法。关键词靶标,单目定位,双目定位,像素坐标一、问题重述数码相机定位在交通监管（电子警察）等方面有广泛的应用。所谓数码相机定位是指用数码相机摄制物体的相片确定物体表面某些特征点的位置。最常用的定位方法是双目定位，即用两部相机来定位。对物体上一个特征点，用两部固定于不同位置的相机摄得物体的像，分别获得该点在两部相机像平面上的坐标。只要知道两部相机精确的相对位置，就可用几何的方法得到该特征点在固定一部相机的坐标系中的坐标，即确定了特征点的位置。于是对双目定位，精确地确定两部相机的相对位置就是关键，这一过程称为系统标定。标定的一种
4、做法是：在一块平板上画若干个点，同时用这两部相机照相，分别得到这些点在它们像平面上的像点，利用这两组像点的几何关系就可以得到这两部相机的相对位置。然而，无论在物平面或像平面上我们都无法直接得到没有几何尺寸的“点”。实际的做法是在物平面上画若干个圆（称为靶标），它们的圆心就是几何的点了。而它们的像一般会变形，如图1所示，所以必须从靶标上的这些圆的像中把圆心的像精确地找到，标定就可实现。有人设计靶标如下，取1个边长为100mm的正方形，分别以四个顶点（对应为A、C、D、E）为圆心，12mm为半径作圆。以AC边上距离A点30mm处的B为圆心，12mm为半径作圆，如图1所示。图1靶标示意图用一位置
5、固定的数码相机摄得其像，如图2所示。图2靶标的像请你们：（1）建立数学模型和算法以确定靶标上圆的圆心在该相机像平面的像坐标,这里坐标系原点取在该相机的焦点，x-y平面平行于像平面；（2）对由图2、图3分别给出的靶标及其像，计算靶标上圆的圆心在像平面上的像坐标,该相机的像距（即光学中心到像平面的距离）是1577个像素单位(1毫米约为3.78个像素单位)，相机分辨率为1024×786；（3）设计一种方法检验你们的模型，并对方法的精度和稳定性进行讨论；（4）建立用此靶标给出两部固定相机相对位置的数学模型和方法。一、问题分析数码相机的定位是一个光学成像系统。实物通过成像原理在像平面上成一倒立,缩小
6、的实像。为了使问题一更容易求解,我们建立了一个简单的剖面图,考虑靶标的像与靶标的平面图,利用小孔成像原理和相似形等比的性质,可以确定靶标上圆的圆心在像平面中的象素坐标。在空间还原靶标的圆心，对圆心坐标进行修正，进而确定靶标在空间的平面，最终定位图像。另外，还对此单目视觉定位模型进行了精确度和稳定性的测试，得到了很好的效果。使得所得结果与靶标有较好的近似效果。问题二从给出的五个点的相关信息和数据,还要依据靶标在像平面所成的像,将像首先初处理,采用边缘化的方法,将像的边缘变成一个亮点,其他点变成黑色的底片,进一步采用数学软件,边缘化后确定提取的边缘点的像素坐标，与此同时用直方图近似的求出每个像
7、素点的像素点坐标,再求出每个区域的面积,用相同面积的圆近似代替每个圆的像，可以计算出近似圆半径的值。结合模型一,通过小孔成像和相似形对应边成比例的性质可以得出靶标上圆的圆心在像平面上的像坐标。问题三用问题二得出来的结果和问题一的模型,找出物平面上圆的圆心。取不共线的三点做平面,一共可以得10种方案，通过平面修正的两个点去重新构建靶标，通过每种方案的边长度差异来验证模型的精度和稳定性。问题四平行双目视觉系统模型建立此靶标给
