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《一種基于方程的攝像機線性自標(biāo)定方法new》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第37卷 第8期西 安 交 通 大 學(xué) 學(xué) 報Vol.37 №82003年8月JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITYAug.2003一種基于Kruppa方程的攝像機線性自標(biāo)定方法李 析,鄭南寧,程 洪(西安交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院,710049,西安)摘要:針對非線性優(yōu)化求解Kruppa方程進行攝像機自標(biāo)定的局部最優(yōu)問題,提出了在兩種特殊情況下的基于Kruppa方程的線性自標(biāo)定算法.在攝像機的旋轉(zhuǎn)軸和偏移向量平行時,得到了未知系數(shù)與基礎(chǔ)矩陣奇異值分解(SVD)的參數(shù)關(guān)系;在攝像機的旋轉(zhuǎn)軸
2、與偏移向量垂直時,將未知系數(shù)的求解轉(zhuǎn)化為求矩陣特征值的過程,并通過秩約束惟一地確定了特征值的選取問題,方便了基于SVD的簡化Kruppa方程的應(yīng)用以及避免了2的指數(shù)方次的求解過程.仿真實驗結(jié)果驗證了本文的結(jié)論.關(guān)鍵詞:奇異值分解;攝像機;自標(biāo)定中圖分類號:TP24216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:02532987X(2003)0820820204CameraLinearSelf2CalibrationMethodBasedontheKruppaEquationLiXi,ZhengNanning,ChengHong(S
3、choolofElectronicsandInformationEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China)Abstract:TheKruppaequation2basedcameraself2calibrationmethodsusingnonlinearoptimizationareeasilystuckinsomelocalminimum.AnewmethodispresentedforthelinearizationoftheKruppaequ
4、ationundertwospecialcaseswherethecamerarotationaxisiseitherparallelorperpediculartothetranslationdirection.Fortheparallelcase,theunknownscaleinequationisrepresentedusingthesingularvaluedecomposition(SVD)2basedfactorizationresultofthefundamentalmatrix.Asforthep
5、erpendicularcase,theunknownscaleisrepresentedbyoneofthetwonon2zeroeigenvaluesofaspecificmatrix,andthemethodtochoosebetweenthetwonon2zeroeigenvaluesisgivenusingtherankconstraint.ThismethodsimplifiestheutilizationoftheSVD2basedKruppae2quationandavoidconsideringa
6、llpossiblecombinations.Simulationresultsvalidatethecorrectnessofthepro2posedmethod.Keywords:singularvaluedecomposition;camera;self2calibration 計算機視覺中的一個很重要的問題就是攝像機這些假設(shè)又往往和實際不符;二是非線性的優(yōu)化過的標(biāo)定問題,從二維的圖像對(序列)提取三維結(jié)構(gòu)程很容易陷入局部最優(yōu)解.YiMa研究了在特殊情[4]信息(metric3Dinformation),攝
7、像機標(biāo)定是必須的況下的攝像機自標(biāo)定方法的線性化方法,但是存[1～3]一步.這方面的工作是由Faugeras開創(chuàng)的,主在兩個缺點,其一是在攝像機旋轉(zhuǎn)軸與偏移向量平要是利用了一個虛擬的標(biāo)定目標(biāo)絕對二次曲線,因行時,未知系數(shù)求解要用到極點坐標(biāo)值,而極點的值[5]為絕對二次曲線的投影圖像與攝像機的旋轉(zhuǎn)變換以往往是不容易精確得到的,且沒有揭示與基于奇及平移變換無關(guān).這類方法所面臨的一個共有的問異值分解(SVD)的簡化了的Kruppa方程的關(guān)系;其題是它們必須求解一個多參數(shù)的非線性優(yōu)化方程,二是在攝像機旋轉(zhuǎn)軸與偏移向量垂直的情
8、況下,如從而導(dǎo)致這些方法不魯棒.其原因有兩點:一是因為何從針對每一個基礎(chǔ)矩陣的未知系數(shù)選取兩個候選n其迭代的初始值的計算是根據(jù)某些假設(shè)得到的,而特征值的問題顯得比較麻煩,要進行2次的嘗試.收稿日期:2002210221. 作者簡介:李 析(1976～),男,博士生;鄭南寧(聯(lián)系人),男,教授,中國工程院院士. 基金項目:國家創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金資助項目(60
