数码相机相对位置定位方法

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1、数码相机相对位置定位方法1.摘要本文给出了空间中两部固定照相机相对位置的标定方法，将照相机成像过程近似为针孔成像过程，使得成像过程中光学中心—像点—物点三点共线，实现了成像的非线性到线性的简化。文中将标定两部相机相对位置的方法分成三个步骤：第一步，将针孔成像抽象为点投影式映射的过程，根据射影几何中“点线结合的不变性”，具体通过射影前后任意两圆的公切线与圆的切点的唯一性，并且运用“标靶像坐标得切点切线算法”对所给像图片进行操作，求得切点的坐标，每对切点连线的交点即为圆心的像。求得的结果如下表：点ABCDE坐标(-194,-19

2、3,1577)(-97,-186,1577)(119,-169,1577)(67,113,1577)(-226,114,1577)（单位：像素）第二步，依靠成像过程光学中心—像点—物点三点共线的性质，用已知的像点坐标去标定对应的标靶圆心的坐标，再利用标靶上各点的几何关系，对待定系数进行求解，从而得到标靶圆心坐标；第三步，在已知标靶圆心在两个相机坐标系中的坐标的前提下，利用这些坐标求出坐标系变换矩阵。再利用求出的变换矩阵求出一部相机在另一相机坐标系中的坐标，这样就可以求出两个相机的相对位置。此外，根据投影过程中“共线不变性”和

3、“交比不变性”对模型中的第一个步骤的结果进行评价，并对这两种方法的准确性和稳定性进行讨论，其中设计了恰当的算法对方法二进行了全面的评定，得出方法一具有局限性而方法二具有良好得准确性和稳定的结果。在模型扩展中，我们建立了考虑畸变的非线性模型。分析了理想像点坐标和实际有畸变的像点坐标之间的函数关系，从而提出了将非线性模型问题转换到线性模型下解决的方案。关键词：照相机定位针孔模型射影变换交比坐标变换1目录数码相机相对位置定位方法....................................................

4、................................11.摘要...........................................................................................................12.问题重述....................................................................................................33.问题分析.......

5、.............................................................................................34.模型假设....................................................................................................35.符号说明..........................................................

6、..........................................46.模型建立与求解........................................................................................41)模型准备：............................................................................................42)模型建立..................

7、.............................................................................43)对问题一的解答：................................................................................6a)问题分析：....................................................................................6b)算法

8、：标靶像坐标的切线切点算法..............................................6c)改进算法：基于罚函数思想的切点切线算法..............................7d)算法分析：..........................