车载单目相机的在线自标定算法研究

作     者：刘明晴 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张铁

授予年度：2014年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：相机自标定 矩形 圆环点 消失点 

摘      要：摄像机标定是汽车驾驶安全辅助系统的一项关键技术,是从二维图像提取三维空间信息必不可少的步骤.它的主要目的是通过特定的算法求解摄相机内外参数,为通过二维信息认知三维环境信息提供技术支持.本文重点研究车载单目相机的自标定算法.本文首先介绍了与摄像机标定技术相关的齐次坐标、摄像机成像原理、消失点、圆环点等理论知识,为相机自标定方法的理解打下基础.然后,本文实现了基于在不同角度拍摄的三张矩形图像的摄像机自标定方法.它只需要场景中存在一个矩形,边长和位置均可未知.利用摄像机在不同角度对矩形进行拍摄获取的图像,通过圆环点对摄像机内参数的约束条件获得一组含参数r的非线性方程组(r为矩形的长宽比).求解r的值可以把非线性方程组转化为线性方程组,解出这个方程组便可获得摄像机的内参数.在外参数标定方面,通过研究图像中车道线斜率、消失点与摄像机外参数之间的关系,结合摄像机成像原理,推导出了一种简单的计算摄像机外参数的算法.最后利用这两种参数识别算法进行了完整的实验操作,标定出摄像机的内外参数.