相机外参数标定的数值解法

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1、第l8卷第12期计算机技术与发展Vo1．18No．122008年l2月(、()UTERTECHNoL(×；YANDDEVEL0PM匮NTDec．2008相机外参数标定的数值解法李学军，谢剑薇，吉大纯2，王新波2(1．装备指挥技术学院信息装备系，北京101416；2．装备指挥技术学院研究生院，北京101416)摘要：相机外参数标定的传统方法对摄站环境有一定的要求，并且在某些情况下可能不收敛。提出了一种相机外参数标定的数值解法，解决由4个以上控制点求相机外参数最优解的问题。利用3个不共线的控制点求得相机初始方向；在初始方向附近进行采样，比较每个方向上的投影

2、误差，选择其中误差最小的作为下一步逼近的初始方向，通过多次迭代最终得到满足精确要求的相机方向和其他相机外参数。测试结果表明：该算法解算精度高，限制条件少，能够保证收敛，在精度要求较高的场合具有较大的实用价值。关键词：外参数；相机标定；数值解法中图分类号：TP391．41文献标识码：A文章编号：1673—629x(2008)12—0178—04ANumericalAlgorithmofCameraCalibrationofElementsofExteriorOrientationLIXue-jun，XIEJian-wei，JIDa-chun2，WANGX

3、in-bo2(1．D印t．ofIrfo．Equipment，Academy0fEquipmentCommand&Tech．，Beijing101416，China；2．DepartmentofPostgraduate，AcademyofEquipmentCormnand&Technology，Beiing101416，China)Abstract：etraditionalmethodsofcameracalibrationhavesomeconstraintsonshootingenvironmentandmaybenotconvergenceatso

4、meconditions．Aflewnumericalmethodisproposedinthispaper．Firstly，theinitialdirectionofcameraiscalculatedbasedonthreecontrolpointsthatarenotinaline．Secon~y，select9刊directionsIleal"theinitialdirection，comparetheprojectingerroroneverydi·rectionandselectthesmallestoneasfurtheriterativ

5、edirection．FinallytheaccurateearnE~Taelementscanbecalculatedout．Tltestre．suitsshowthatthisalgorithmhashi【ghprecision．fewconstraintsandflssuranceofconvergence．Soitcanbeappliedintheconditionthatthecalculatingaccuracyisemphasized．Keywords：elementsofexteriororientation；cameracalibra

6、tion；numericalalgorithm0引言目前研究人员提出了多种标定方法l-1．2J。Jeong相机标定是计算机图形学、计算机视觉和数字摄Heecha提出了利用与相机视点无关的特征点J，通影测量学中的基本问题之一。实际应用中的图像通常过2D单应性获得的信息作为LM方法的初始值计算是通过具体的相机获取的，一般通过相机标定来确定相机外参数的方法，改善了收敛情况和所求参数的精相机参数，进而得出空间物体表面某点的三维几何位度。GuanghuiWang提出了基于一对灭点和圆环点确置与其在图像中对应点之间的相互关系。通常情况定相机内参数的标定方法L4J，

7、然后根据单应性求出两下，相机的内参数在实验室内利用相应的方法可以进组相机外参数，通过重建使物体出现在相机前的一组行精确标定，而外参数会随着运动或其它的影像因素外参数为正解。该方法依赖于场景的几何信息，并且不停地发生变化，需要在测量现场进行精确标定。因未考虑图像的畸变，其精度很大程度上依赖于图像的此在实际应用中最主要的任务是在假设相机内参数被预处理。王保丰提出了利用3个不共线的控制点对相精确标定的情况下如何有效地标定相机外参数。机外参数近似值进行快速求解的方法，大大降低了解算要求l-5j。钟志光提出了基于点对的外参数几何标定收稿日期：2008—04—08

8、方法，整个标定过程不需要任何点对的绝对位置信基金项目：国家863项目(2002AA716133