基于数控LCD的数码相机智能标定系统研究-测试计量技术及仪器专业论文.docx

摘要 摘要 基于数控 基于数控 LCD 的数码相机智能标定系统研究 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 摘 要 随着计算机的产生和普及，利用计算机图像处理和射影几何来获取被摄物体的几 何特征及纹理信息已经成为了计算机视觉领域和摄影测量界的研究热点之一。而在进 行精确的摄影测量工作前，如何通过严格的相机标定来获得描述相机成像模型的精确 参数，则成为从二维数字影像获取高精度三维信息的基础步骤和首要问题。 应当说，到目前为止对相机标定理论的研究己经非常成熟，国内外许多计算机视 觉领域和摄影测量界的专家学者也都提出了多种可行的方法。不过，还没有一种方法 能够适用于所有应用。对于不同的场景、不同的用途通常需要使用不同的标定方法。 它们往往不能在精度与实用方便上同时满足要求。就高精度相机标定而言，它们通常 需要高精度的三维控制场；而对于实用方便的标定方法，往往精度又不是太高。因此， 如何采用简单的参考对象和可靠的标定模型获取较高精度的相机参数仍是目前大家 研究的重点。本文提出的基于液晶平板显示器(Liquid Crystal Display 一 LCD)的相机 标定方法经过了大量实验测试，最终取得了一定的研究成果。 近年来伴随着液晶显示技术的发展，液晶平板显示器的价格不断降低，它作为计 算机的一种新型外设，在今天已经非常普及。而且其制造工艺也已经相当成熟，具有 非常好的几何精度和视觉效果。所以，本文在基于平面格网相机标定方法的基础上， 将 LCD 引入到相机标定当中来，并希望它能够代替目前使用的其它高精度平面格网 板。由于通过编制程序可以在 LCD 上绘制更加灵活的平面格网，因此基于 LCD 的平 面将更加符合相机标定方便和实用的要求，从而为研制出一套精度高、方便实用的相 机标定系统奠定坚实的基础。 本文在基于平面格网相机标定方法的基础上，使用一种全新、简易的参考对象 （LCD）进行数码相机标定。针对LCD提出了旋转影像拍摄方式和LCD序列视图角点 特征提取算法，并在基于张正友平面格网标定方法和光束法平差法的基础上提出了基 于LCD序列视图及光束法平差模型的长焦相机高精度标定法，最终设计并研制出了一 种可实现高度自动化、方便实用、具有较高标定精度的相机自标定系统。 关键词：相机标定；液晶显示器（LCD）；平面格网；光束法平差法； 张正友平面格网标定法 - I - Abstract With the emergence and spread of computer, it has been one of the hot spots, in the field of computer vision and photogrammetry, which obtaining the information of geometry and texture of the shot objects by the technologies of computer image processing and projective geometry. And how to obtain highprecision camera parameters before refined photogrammetric work has been the basic step and most important issue for obtaining 3D information from the 2D digital images. It can be said that research of the theory of camera calibration has been very sophisticated by now. And lots of effective approaches had also been presented by the experts in computer vision and photogrammetry. However, none of them can be used in all applications and all environments. For different uses and different environment often need to use different methods of calibration. Ordinarily, they can not satisfy both parties in precision and practicality. In respect of highprecision approaches, they usually need 3D