基于Veronese映射利用空间棋盘格标定折反射摄像机

作     者：程东升 

作者单位：云南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵越

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：摄像机标定 Veronese映射 投影矩阵 图像矫正 

摘      要：摄像机标定是计算机视觉中必不可少的步骤,而中心折反射摄像机的标定相对已经趋于成熟、结果更精确,它在三维重构、三维测量、机器人导航和视觉监控等方面也有着广泛的应用.标定的结果越精确,获得的三维空间信息更具体、丰富,从而对计算机视觉的应用越有利.然而合适的模板与标定方法对标定结果有着很大的影响,本文提出以空间棋盘格(两两分别互相垂直的三个棋盘格)为模板,利用Veronese映射扩展坐标提出线性方法标定摄像机内参数,并对其外参数进行非线性估计.该方法只需拍摄一幅图像,模板简单、操作便捷,对所有中心折反射摄像机的标定都有效.主要研究内容如下：1.在中心折反射摄像机下,利用Veronese映射求解空间棋盘格与图像平面之间的折反射投影矩阵;2.通过分析投影矩阵与摄像机内、外参数之间的关系,线性求解摄像机内参数;将已获得的内参数与投影矩阵建立关系,对外参数进行估计,利用非线性优化获得最优解,并通过降维处理得到旋转矩阵;3.通过Matlab进行仿真实验和真实实验,验证算法的可行性与稳定性;并对实验数据进行总体分析;4.使用本方法已标定的摄像机对图像进行矫正,得到其透视图像,并利用Hough变换检测矫正效果.