一种新的棋盘格角点检测方法.pdfVIP

74 2010年5月 中国制造业信息化 第 39卷 第9期 一 种新的棋盘格角点检测方法 陈自立，顾立彬，邓 辉 (西北工业大学 机电学院，陕西 西安 710072) 摘要：简述了摄像机标定的原理，介绍了Harris算子和Forstner算子的基本原理。针对摄像机标 定模板的角点检测问题，提出了一种简便而精确的角点提取算法。该算法结合两种算子的优点， 明显提高了角点坐标提取的精度，并且通过实验验证了该算法的有效性和准确性。 关键词：摄像机标定；角点检测；Harris算法；Forstner算法 中图分类号：TP242．2 文献标识码 ：A 文章编号：1672—1616(2010)09—0074一O4 在摄像机标定过程中，经常使用的是基于棋盘 点P在摄像机坐标系下的坐标；，为摄像机焦距。 格模板的标定，并且应用范围越来越广。通过提取 将式(1)用齐次坐标和矩阵形式表示为： 棋盘格角点的图像位置坐标，可以确定平面坐标与 lZ 空间坐标之间的关系，进而得到摄像机的内外部参 数，而在摄像机标定过程中，角点检测的精度直接 S·Ilyl=l0 ：PII (2) 1j 影响标定的效果…1。 L1 角点检测是摄像机标定中关键技术之一。角 式中：S为比例因子；P为透视投影矩阵。 点是一个很关键的特征点，它是二维图像亮度变化 剧烈点或图像边缘曲线上曲率极大点，可分为曲线 角点和直线角点…1。在角点检测中典型的代表是 Harris角点提取算法。笔者在此基础上研究了多 层次的角点坐标的提取算法，从而提高了摄像机的 标定精度。 1 摄像机成像原理 摄像机系统一般采用针孔成像模型 2，该模 图l 世界坐标系与摄像机坐标系 型又称为线性摄像机模型。空间中任何一点 P在 又知世界坐标系和摄像机坐标存在如下关系： 图像中的成像位置可以用针孔成像模型近似表示， X Z 即任何点P在图像中的投影位置P，为摄像机光心 y、V O与P的连线OP与图像平面的交点，这种关系叫 Z r9 Z 作中心射影，如图 1所示。试点为 o，空间点 1 0 1 P (X ，y、v，Z)在摄像机坐标系下的坐标为 (z， X 一Xw Y，z)，在摄像机摄像平面上的投影点为P(x，y)。 y yw 其比例关系： r【R T] ：M l (3)