基于交比不变性的摄像机标定方法VIP免费

11262011，V01．32，No．3计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign基于交比不变性的摄像机标定方法李进明L2，(1．江南大学数字与媒体学院，江苏无锡214122；林意12．江南大学信息工程学院，江苏无锡214122)摘要：针对传统棋盘格模板制作过程复杂、精度要求高的问题，提出了一种动态的基于交比不变性的摄像机标定方法。对两幅同源图像中的直线信息进行提取，运用顶点交比序列的唯一性来完成两图像中直线的匹配，从而准确实现了点与点的动态标定。实验结果表明，该方法鲁棒性较好，在自然环境下，对于标定固定位置的摄像机也能运用，表现出了良好的效果，具有广泛的应用性。关键词：棋盘格模板；交比不变性；摄像机标定；顶点交比序列；动态标定；鲁棒性中图法分类号：TP391．41文献标识码：A文章编号：1000—7024(2011)03．1126．04Methodforcameracalibrationbasedoncross—ratioinvariability．LIJin．ming"．L烈Yil(1．SchoolofDigitalMedia，JiangnanUniversity,Wuxi214122，China；2．SchoolofInformationEngineering，JiangnanUniversity,Wuxi214122，China)Abstract：Aimedattheproblemsofthecomplicatedprocessoffabricationandhigh—precisionforX—comertemplate，adynamicmethodbasedontheprincipleofcross—ratioinvarianceforcameracalibrationisproposed．Firstly,linefeatureintwohomologousimagesarepickedup，thentheuniquenessofthesequenceofverticalcross—ratioisusedtomatchtwoimagesstraighttoaccuratelyachievedynamiccalibrationforpoint-to-point．Experimentalresultsshowthatthemethodhasbetterrobustness，thismethodisfitforcalibratingfixedcamerainnaturalenvironmentand舔welldisplaypositiveeffects．Soithasawiderangeofapplication．Keywords：X-come／"template；principleofcross-ratioinvariance；cameracalibration；sequenceofverticalcross·-ratio；dynamiccalibration；robustnessO引言在三维视觉检测中，摄像机的动态标定工作有着重要的意义，而标定所用的标定点的准确程度很大程度上决定着标定的精度以及三维检测的效果。众所周知，角点是图像中的强特征点，它决定了图像中许多目标的形状特征，所以在图像匹配、目标描述与识别、运动估计以及目标跟踪等领域得到广泛应用，角点提取具有十分重要的意义。目前已经提出了多种基于角点的检测方法，如亚像素级范围内的角点提取算法[I-2]基于小波变换的Harris多尺度角点检测算法啪，以及根据棋盘格的几何特性提出的SV算子检测算法Ⅲ，以及基于B样条角点检测算法01，然而现诸多角点检测算法中主要存在以下问题“’：①角点信息易丢失；②角点位置偏移；③对噪声比较敏感。然而本文利用空间几何变换中透视投影的交比不变性原理不仅能够很好的对特征点(角点)进行提取和标定，同时也能够达到对非特征点进行精确标定。尤其在对特征点(角点)的提取中该方法能有效克服现有角点检测巾的缺陷。另一方面现在实验室中进行摄像机标定所用模板制作要求较高，并且要在一定的环境下进行拍摄，如需要均匀光照等条件，实用性不高，本研究过程所采用的相交直线模板制作简单、在自然环境下也体现了较好的实用性，并且实验表明效果是很好的，因此具有广泛的应用性。l透视投影的交比不变性原理如图l所示，在空间直线L上，点A、B称为基础点对，点C、D称为分隔点对，O和O‘为视点，则交比不变的基本概念和定理如下：定义l”1由分隔点和基础点所确定的两个有向线段之比DBcD图1简比与交比收稿日期：2010-03—25；修订日期：2010-05．29。作者简介：李进明(1983一)，男，山东菏泽人，硕士研究生，研究方向为计算机图形与图像；林意(1963一)，男，江苏无锡人，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为计算机辅助几何造型技术、计算机图形学。E-marl：ljmgw@sina．com万方数据李进明，林意：基于交比不变性的摄像机标定方法2011，Vol32，No31127称为简比，记为：艘“丑o=ACIBC；SR(A,B,D)=AD／BD。定义201一条直线上4个点中两个简比的比值称为空比。如期1所示直线L上A、B、C、D这4个点的交比CR(A且㈣=器器=篙等a用空...