图像测量 第三章 图像测量系统幻灯片.ppt
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固定的内部参数需重新标定 不同摄像机之间相对空间变换关系的确定 摄像机和世界坐标系之间空间变换关系的确定 摄像机的几何标定 Cx、 Cy的确定(3):辐射度学模型法 成像面 外置屏幕 均匀光照 2次多项式近似 内/外部分离参数的个别标定 摄像机的几何标定 Cx、 Cy的确定(4):辐射度学模型法(续) 成像面 外置屏幕 均匀光照 等灰度线 口径蚀 内/外部分离参数的个别标定 摄像机的几何标定 sx的确定 成像面 外置屏幕 内/外部分离参数的个别标定 摄像机的几何标定 其它参数的确定 Y X Z X W Y W Z W ( X W , Y W , Z W ) P (X,Y,Z) 或 P Pu(Xu,Yu) Pd(Xd,Yd) X i - Y i 平 面 世界坐标系 摄像机坐标系 O W O 内/外部分离参数法 摄像机的几何标定 确定其它参数的基本关系式 内/外部分离参数法 其它参数的确定 摄像机的几何标定 内/外部分离参数法 (一)模糊度因子sx已知 使用共平面基准参考点集来完成标定任务。如图所示:选择世界坐标系使得基准参考点集位于平面 zw = 0 上,并使世界坐标系原点不在Y轴上,即使Ty ≠ 0成立。 Y X Z O W X W Y W Z W X i - Y i 平 面 O 基准参考点集 其它参数的确定 摄像机的几何标定 (一)模糊度因子sx已知 两式相除 分子分母同除以 代入 的已知条件 摄像机的几何标定 (一)模糊度因子sx已知 ∵ 结论:若有 个基准参考点,则可得到 个方程。 摄像机的几何标定 其它参数的确定 内/外部分离参数法 (一)模糊度因子sx已知 确定摄像机其余各参数的具体步骤: (1)计算R和Tx,Ty (1-1)从计算机图像坐标计算失真图像坐标 (1-1-1)输入一帧图像到计算机帧存储器。对每一个校准用参考点, 确定其相应的计算机坐标(Xfi,Yfi),i = 1,2,...N。 这里,N为所用基准参考点的数目。 (1-1-2)根据厂家提供的Ncx、Nfx等有关数据,得到d’ x和d y的数值。 (1-1-3)取(Cx,Cy)为帧存储器的中心像素。 (1-1-4)计算Xdi,Ydi ,i = 1,2,...N: 摄像机的几何标定 内/外部分离参数法 (一)模糊度因子sx已知 从 个基准参考点,确定如下所示 个方程: 其它参数的确定 (1-2)计算5个未知参数: Ty-1r1,Ty-1r2,Ty-1Tx,Ty-1r4,Ty-1r5 摄像机的几何标定 内/外部分离参数法 (一)模糊度因子sx已知 将 个方程联立,有: 其它参数的确定 (1-2)计算5个未知参数: Ty-1r1,Ty-1r2,Ty-1Tx,Ty-1r4,Ty-1r5 摄像机的几何标定 内/外部分离参数法 (一)模糊度因子sx已知 5个未知数, 个方程 当 时,上述线性方程组超定。 可用最小二乘法解得: B = (ATA)-1ATC 其它参数的确定 (1-2)计算5个未知参数: Ty-1r1,Ty-1r2,Ty-1Tx,Ty-1r4,Ty-1r5 摄像机的几何标定 内/外部分离参数法 (一)模糊度因子sx已知 (1-3)从B计算R和Tx,Ty (1-3-1)从B计算|Ty|。步骤如下: 令 如果S没有1行或1列全为0,则Ty2可根据R的正交性得到: 这里, 。 否则,根据下式计算: 这里, 、 为S中不为0 的行或列的相应元素。 其它参数的确定 摄像机的几何标定 内/外部分离参数法 (一)模糊度因子sx已知 其它参数的确定 (1-3)从B计算R和Tx,Ty (1-3-2)确定Ty的符号: 取一个图像坐标(Xfi,Yfi)远离图像中心(Cx,Cy)的基准参考点i。 设Ty的符号为正。计算: 如果xi和Xdi以及yi和Ydi的符号相同,则判Ty为正; 否则,判Ty的符号为负。 摄像机的几何标定 内/外部分离参数法 其它参数的确定 X W Y W Z W ( X W , Y W , Z W ) P (X,Y,Z) 或 P P
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