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《數(shù)碼相機定位論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、數(shù)碼相機定位摘要：本文針對如何確定圓的像的中點以及兩部固定相機的相對的位置進行了研究分析，并且給出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和算法。在問題求解之前，首先，運用Matlab將題目中所給的圖像識別并用矩陣表示出來，為后面求解問題做好準備。針對問題一：首先，使用Matlab圖像處理工具箱將圓的像的邊緣曲線上的點抽取出來。然后，再以圓的像上的一個頂點為原點建立合適的坐標系。為了在窮舉法中減少計算次數(shù)，我們將會把每個圓的像縮小到一個矩形的像區(qū)域，然后運用窮舉法，列出像內(nèi)過任意一點的內(nèi)切圓，求出每個圓的半徑，從中找出半徑最大的那個圓，將它的圓心作為像的中心。針對問題二：根據(jù)問
2、題一的模型，確定出圓心的位置，建立相機坐標系。利用Matlab軟件分別求得五個圓的圓心在像平面的像坐標為A(-50.97，-49.48，417.20)，B(-49.53，-22.76，417.20)，C(-45.19，34.31，417.20)，D(29.28，59.60，417.20)，E(31.45，19.14，417.20)。針對問題三：要求設(shè)計一種方法檢驗?zāi)Ｐ?，由定理知在同一條直線上的點，它們的所成的像也在同一直線上。靶標上的三個圓心A、B、C在同一條直線上，因此，靶標的像上這三點也應(yīng)該在一條直線上。但是在確定圓心時，可能出現(xiàn)一些偏差，使得我們確
3、定出來的圓心與圓的圓心的像不完全重合，從而導(dǎo)致A、B、C三點可能不在同一條直線上。通過求得B點到直線AC的距離，來確定三點之間的關(guān)系。當時，三點共線，模型的精度最高；當時，的值越大，模型的精度就越差。問題三的求解：根據(jù)問題二中求出的坐標，計算出像中B點到直線AC的距離即模型的精度毫米，方法的針對問題四：要建立用圖中靶標給出兩部固定相機相對位置的數(shù)學(xué)模型和方法。可以用同一坐標系中把兩個光心、的坐標分別表示出來，這樣就可以求兩部相機的相對位置，兩相機的相對位置可以用向量坐標來表示，它們的距離為。關(guān)鍵字：抽取邊緣曲線相機坐標系窮舉法最小內(nèi)切圓1.問題重述：數(shù)碼
4、相機定位在交通監(jiān)管（電子警察）等方面有廣泛的應(yīng)用。所謂數(shù)碼相機定位是指用數(shù)碼相機攝制物體的相片確定物體表面某些特征點的位置。最常用的定位方法是雙目定位，即用兩部相機來定位。對物體上一個特征點，用兩部固定于不同位置的相機攝得物體的像，分別獲得該點在兩部相機像平面上的坐標。只要知道兩部相機精確的相對位置，就可用幾何的方法得到該特征點在固定一部相機的坐標系中的坐標，即確定了特征點的位置。于是對雙目定位，精確地確定兩部相機的相對位置就是關(guān)鍵，這一過程稱為系統(tǒng)標定。標定的一種做法是：在一塊平板上畫若干個點，同時用這兩部相機照相，分別得到這些點在它們像平面上的像點，
5、利用這兩組像點的幾何關(guān)系就可以得到這兩部相機的相對位置。然而，無論在物平面或像平面上我們都無法直接得到?jīng)]有幾何尺寸的“點”。實際的做法是在物平面上畫若干個圓（稱為靶標），它們的圓心就是幾何的點了。而它們的像一般會變形，如圖1所示，所以必須從靶標上的這些圓的像中把圓心的像精確地找到，標定就可實現(xiàn)。圖1靶標上圓的像有人設(shè)計靶標如下，取1個邊長為100mm的正方形，分別以四個頂點（對應(yīng)為A、C、D、E）為圓心，12mm為半徑作圓。以AC邊上距離A點30mm處的B為圓心，12mm為半徑作圓，如圖2所示。圖2靶標示意圖用一位置固定的數(shù)碼相機攝得其像，如圖3所示。圖
6、3靶標的像請你們：（1）建立數(shù)學(xué)模型和算法以確定靶標上圓的圓心在該相機像平面的像坐標,這里坐標系原點取在該相機的光學(xué)中心，x-y平面平行于像平面；（2）對由圖2、圖3分別給出的靶標及其像，計算靶標上圓的圓心在像平面上的像坐標,該相機的像距（即光學(xué)中心到像平面的距離）是1577個像素單位(1毫米約為3.78個像素單位)，相機分辨率為1024×768；（3）設(shè)計一種方法檢驗?zāi)銈兊哪Ｐ停Ψ椒ǖ木群头€(wěn)定性進行討論；（4）建立用此靶標給出兩部固定相機相對位置的數(shù)學(xué)模型和方法。2.問題分析圖像處理：要解決數(shù)碼相機定位問題，首先，要在Matlab中編程將圖3的圖
7、像識別出來，靶標的像在Matlab中儲存為行為375、列為281的矩陣，行列的矩陣中的每一個元素的數(shù)值即為圖像點的亮度，數(shù)值為1的元素表示顏色為黑色，每個區(qū)域上所有的黑顏色的點元素的集合就構(gòu)成了一個靶標的像；數(shù)值為0的地方代表顏色較淺的灰色。問題一分析：要確定靶標上圓的圓心在該相機像平面的像坐標，就需要建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，找出與圓心的像相關(guān)的點。經(jīng)過分析，我們可以利用靶標上像的邊緣曲線上的點來求出圓心的像坐標。首先，在Matlab中讀出的圖像。再用Matlab工具箱分別提取出靶標的像上邊緣曲線的點，由于靶標像上的點的數(shù)值是1，提取出來的邊緣曲線上的點的數(shù)
8、值1保持不變，將邊緣內(nèi)部的所有的像點去掉，即將它們的數(shù)值修改為0，這樣就可以用0
