图像测量 第三章 图像测量系统.ppt

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