三维运动测试系统像机外参数标定技术的研究

摘要

大型复杂机械装备三维运动测试系统提出了一种基于主动特征光点的三维运动视觉测量法，作为视觉测量系统的关键组成部件——两台CCD摄像机，是保证系统测量精度的重要环节之一，是三维运动测试系统实现的前提和基础。 本文采用两摄像机同时拍摄一幅立体标定件图像，利用标定件上的球形特征点与其成像点之间的共线性约束建立共线性超定方程组，通过Levenberg-Marquardt迭代优化算法分别确定两摄像机与世界坐标系的关系，最后利用世界坐标系作为中介，将两摄像机间的外参数求出。标定过程不再需要其它辅助设备和精确调整标定靶的位置，只需拍摄一幅标定件图像，因此操作简单、快捷，适用于现场标定。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2本课题研究的目的与意义

1.3国内外研究现状

1.3.1计算机视觉测量系统研究现状及分析

1.3.2摄像机标定技术研究现状及分析

1.4本课题的来源和内容

1.4.1课题来源

1.4.2研究内容

第2章摄像机标定方法研究

2.1引言

2.2摄像机模型

2.2.1线性模型

2.2.2非线性模型

2.3摄像机标定方法

2.3.1传统标定法

2.3.2基于主动视觉的标定法

2.3.3自标定法

2.4基于立体标定件的摄像机标定法

2.5本章小节

第3章双摄像机外参数标定算法研究

3.1引言

3.2利用基础矩阵与本质矩阵的摄像机外参数标定法

3.2.1对极几何约束

3.2.2基础矩阵

3.2.3本质矩阵

3.3基于共线性约束的摄像机外参数标定算法

3.3.1双摄像机成像模型

3.3.2由摄像机模型建立共线性方程组

3.3.3求解未知参数及参数分解

3.3.4相对位置的确定

3.4本章小结

第4章标定实验及结果分析

4.1仿真实验

4.1.1仿真布局

4.1.2仿真数据

4.2基于立体标定件的标定实验

4.2.1实验设备

4.2.2软件简介

4.2.3标定过程

4.2.4标定结果分析

4.3本章小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

攻读学位期间发表的学术论文

致谢