基于非线性逆透视变换的摄像机畸变参数标定

为实现摄像机畸变参数标定,提出了一种基于非线性逆透视变换模型的标定新方法.根据线性透视变换模型和畸变模型推导出非线性逆透视变换模型,以及逆透视变换参数与畸变参数之间的关系;在此基础上,建立以畸变参数为最优解的泛函,然后进行优化搜索求解.在优化搜索中,采用改进牛顿法确定搜索方向,然后,采用试探法沿搜索方向进行一维搜索.该方法仅需对数目较少的畸变参数进行优化搜索,可大幅降低优化搜索的维度和复杂度.仿真和实验结果表明:该方法正确有效,求解精度较高.

基于差分演化算法的摄像机高精度标定

摄像机标定是机器视觉中的关键问题之一。为了提高摄像机的标定精度,提出了一种基于差分演化的摄像机标定算法。采用针孔模型和二阶畸变模型作为标定模型;用单位四元数表示世界坐标系与摄像机坐标系之间的旋转矩阵以减少需要标定的参数;采用透视不变性原理计算圆形靶标的中心,得到标定点的精确三维世界坐标;将针孔模型计算出的理想图像点与畸变模型计算出的重建图像点的位置差定义为目标函数,采用改进的差分演化算法,通过种群的遗传操作和变异操作求出摄像机的内外参数。测试结果表明,基于差分演化的摄像机标定的最大误差小于0.5 pixel,其标定精度高,标定速度快,且对初始值的依赖程度小,方法具有很强的实用性。

非线性模型下的摄像机标定

摄像机模型的建立对于摄像机标定精度至关重要,针对该问题,对摄像机模型进行研究,对三种畸变模型进行分析,提出了考虑径向畸变和切向畸变的摄像机非线性模型,给出了在此非线性模型下,三维空间物点投影到二维像平面象素坐标的投影过程。同时在基于平面棋盘格的两步标定方法的基础上提出三步标定方法。将非线性模型应用到改进的摄像机标定算法中,实验结果表明:非线性模型下的改进标定算法具有更高的标定精度。

面向水下双目视觉的改进张氏标定方法及实验

为了提高水下摄像机标定精度,建立了综合考虑径向畸变和切向畸变的水下摄像机非线性数学模型,以张氏标定方法为基础,并结合Jean-Yves Bouguet灭点标定方法提出了一种改进张氏标定方法,为验证所提改进张氏标定方法的可靠性,与张氏标定方法进行了水下标定对比实验。实验结果表明,该方法精确可靠,较张氏标定方法具有参数求取精度更高、重投影平均误差更小等优势,所求取的结果与实际情况更接近。