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摄像机标定及关键技术研究

作 者: 王荣一
导 师: 于晓洋
学 校: 哈尔滨理工大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 视觉测量 摄像机标定 准确度评价 角点检测
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 216次
引 用: 1次
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内容摘要


摄像机标定技术是视觉测量领域的一项重要技术,是视觉测量准确度的主要决定因素之一。本文针对实验室已组建的编码结构光三维测量系统要求测量准确度高,从而能够适用于工业零件测量的特点,理论和实验研究了摄像机标定方法、标定准确度评价方法、标定模板角点检测方法、摄像机的控制等问题。同时将投影仪作为摄像机的一种特例研究了其标定方法。论文主要内容包括:1.从理论上分析了两步法、绝对二次曲线法、平面法等三种标定方法的准确度。给出了一种摄像机标定准确度的评价方法,利用摄像机的标定参数,提取棋盘格上相邻两格点坐标,求出两点距离,然后与实际距离进行对比。通过仿真实验验证了上述标定方法和标定准确度评价方法的可行性,选择了平面标定法作为本文测量系统的标定方法。此外,采取类似的方案完成了投影仪标定仿真实验。2.准确检测标定模板角点的图像坐标是保证标定准确度的重要前提。本文在分析Harris角点检测算子和SUSAN角点检测算子原理的基础上,给出了一种二者结合的角点检测方案。该方法利用自适应阈值法将灰度图像二值化,以减少边缘模糊对角点定位的影响;然后利用Harris算子提取出一定数量的特征点最后利用SUSAN算子对经Harris算子检测出的角点进一步处理,去除因为边缘倾斜而产生的“伪角点”。该方案有助于提高摄像机标定准确度。3.利用VC++编写摄像机控制程序,实现摄像机—投影仪—PC机的一体化操作,可以快速、有效地进行标定图像的获取。4.在实际系统中完成了摄像机(投影仪)标定和标定准确度评价实验,分析实验结果为标定方法的选取提供依据。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 研究背景和意义  9
  1.2 摄像机标定技术现状  9-12
    1.2.1 传统法  10
    1.2.2 自标定法  10-11
    1.2.3 主动视觉法  11-12
    1.2.4 投影仪标定技术  12
  1.3 本文主要研究内容  12-14
第2章 摄像机模型与标定  14-20
  2.1 引言  14
  2.2 摄像机模型  14-17
    2.2.1 参考坐标系  14-15
    2.2.2 线性模型  15-16
    2.2.3 非线性模型  16-17
  2.3 摄像机标定  17-19
    2.3.1 需标定的参数和过程  17-18
    2.3.2 投影仪标定  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章 摄像机标定技术分析  20-33
  3.1 引言  20
  3.2 标定准确度评价方法  20-22
  3.3 典型标定方法  22-28
    3.3.1 两步法  23-24
    3.3.2 自标定法  24-25
    3.3.3 平面标定法  25-26
    3.3.4 投影仪标定及准确度评价  26-28
  3.4 标定方法比较分析及准确度评价  28-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章 标定关键技术研究  33-40
  4.1 引言  33
  4.2 标定模板及特征点图像提取  33-36
  4.3 摄像机控制及其与投影仪的配合  36-39
  4.4 本章小结  39-40
第5章 标定实验及结果分析  40-47
  5.1 引言  40
  5.2 标定实验设备及过程  40-41
  5.3 实验数据与结果分析  41-46
    5.3.1 两步法及准确度评价  42
    5.3.2 自标定法及准确度评价  42-43
    5.3.3 平面标定法及准确度评价  43-45
    5.3.4 投影仪标定及准确度评价  45-46
  5.4 本章小结  46-47
结论  47-48
参考文献  48-51
攻读学位期间发表的学术论文  51-52
致谢  52

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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