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《一種攝像機(jī)自標(biāo)定的線性方法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第35卷第1期光電工程Vol.35,No.12008年1月Opto-ElectronicEngineeringJan,2008文章編號(hào)：1003-501X(2008)01-0071-05一種攝像機(jī)自標(biāo)定的線性方法傅丹，馮衛(wèi)東，于起峰，徐一丹(國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)航天與材料工程學(xué)院，長沙410073)摘要：提出了一種基于空間共面直線從單幅圖像進(jìn)行攝像機(jī)自標(biāo)定的線性方法。本方法結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際，直接利用場(chǎng)景的直角信息，根據(jù)點(diǎn)的中心投影關(guān)系，推導(dǎo)直線的投影關(guān)系，基于平面上不平行的3條直線，由單幅圖像線性的高精度的標(biāo)定出攝像機(jī)內(nèi)、外參數(shù)。算法用仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)拍圖像都得到了精確、可靠的
2、結(jié)果，在精度上明顯優(yōu)于基于共面點(diǎn)的算法。關(guān)鍵詞：自標(biāo)定；共面直線；直角中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ALinearSelf-calibrationMethodforCameraFUDan，F(xiàn)ENGWei-dong，YUQi-fen，XUYi-dan(CollegeofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Anovellinearapproachusingspace-coplanar-linetoperformcame
3、raself-calibrationfromasingleimageispresented.Combinedwithengineeringapplications,themethoddirectlyutilizesrectangularinformationofthesceneandthecentricalprojectionrelationofthepointtoobtaintheprojectionrelationofthelines.Thelinearinternalandexternalparametersofhighprecisioncalibrationof
4、thecameraarederivedbasedonthreeunparallelcoplanarlines.Theresultsofsyntheticandrealimagesareaccurateandreliablewiththismethod,whoseprecisionisobviouslybetterthanthatwiththespace-coplanar-pointmethod.Keywords:self-calibration;coplanarline;rectangularinformation1引言從含有空間物體信息的二維圖像中獲取空間三維信息(如
5、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、恢復(fù)3Ｄ形狀等)，可用于建筑物設(shè)計(jì)、工業(yè)檢測(cè)、機(jī)器視覺等領(lǐng)域，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。攝像機(jī)標(biāo)定是從二維圖像提取三維信息的必不可少的步驟。傳統(tǒng)的方法通過結(jié)構(gòu)已知的物體在圖像中[1]的投影來計(jì)算攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。對(duì)單幅圖像而言，Tsai等采用空間位置已知的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格進(jìn)行標(biāo)定，是比[2]較常用的一種方法；Y.Shang提出采用有4條控制直線的平面模板來標(biāo)定攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的方法。這些方法的缺點(diǎn)是需要一個(gè)高精度的標(biāo)定塊，在很多實(shí)際應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)。攝像機(jī)自標(biāo)定技術(shù)可以克服這個(gè)缺點(diǎn)，它直接利用圖像信息來標(biāo)定內(nèi)參數(shù)，不需要標(biāo)定塊。從1992年Hartley和Faugeras首次
6、提出攝像機(jī)自標(biāo)定的思想后，攝像機(jī)自標(biāo)定及相關(guān)研究目前已成為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。對(duì)于單幅圖而言，Caprile[3]和Torreta提出一種標(biāo)定攝像機(jī)內(nèi)、外參數(shù)的方法，該方法利用三個(gè)垂直方向的消隱點(diǎn)并假定攝像機(jī)畸變[4]因子(skew)為零且具有單位縱橫比(aspectratio)。Hartley提出了如何利用非直角以及多于3個(gè)消隱點(diǎn)的情[5][6]況下標(biāo)定攝像機(jī)。Kanatani給出了攝像機(jī)焦距對(duì)消隱點(diǎn)的敏感性分析。D.Jeline提出了利用場(chǎng)景中的平收稿日期：2007-03-30；收到修改稿日期：2007-11-30基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(104
7、72133)作者簡介：傅丹(1979－)，女(漢族)，湖南益陽人，博士研究生，主要研究方向?yàn)榛趫D像的精密測(cè)量與運(yùn)動(dòng)測(cè)量。E-mail:fudan_2005@yahoo.com.cn72光電工程第35卷第1期行對(duì)邊計(jì)算消隱點(diǎn)來標(biāo)定內(nèi)參數(shù)的方法，上述方法都需要計(jì)算多個(gè)方向的消隱點(diǎn)，要求場(chǎng)景中有多個(gè)方向的垂直線或面，并且當(dāng)攝像機(jī)離物體較遠(yuǎn)(遠(yuǎn)景圖像)時(shí)，計(jì)算誤差很大。本文結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際，只需直接利用現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景中的一個(gè)直角信息，采用基于至少3條共面直線的方法來標(biāo)定攝像機(jī)內(nèi)、外參數(shù)，而無需考慮攝像機(jī)拍攝的位置。本方法的優(yōu)點(diǎn)在于：1)不需要標(biāo)定
