利用二维DLT及光束法平差进行数字摄像机标定.pdfVIP

第27卷第6期 武汉太’，一草报·信息科学版 v01．27No6 of Dec2002 2002年12月 CⅢaatk,sand¨¨nnalion．ScienceWuhanUniversity 文章编号：1000．050X{2002}05-0566·06 文献标识码：A 利用二维DLT及光束法平差进行数字摄像机标定 张永军1 张祖勋2张剑清2 (1武汉大学GPS工程研究中心，武汉市珞喻路129号，430079) (2武汉大学堤感信息工程学院，武救市珞喻路129号，430079) 摘要：利用共线方程和二雏DLT之间的对应关系导出了由二雏DLT的8个参数表达的主纵线方程式，计 论了主．最初值的求解方法，给出了单张像片摄像机参数分解不惟一性厦临界序列的证明。详细推导了利用二 维DLT参数分解摄像机外方住元素初值的实用算法，论述了利用光束法平差进行摄像机标定的数学模型。 实际图像数据实验取得了很好的结果，验证了奉文所提出的摄像机标定算法的可行性。 关键词：二雏DLT；光束法平差；共线方程；平面格网；摄像机标定 中图法分类号：P232；P231．2 检查和校准摄像机的内方位元素和光学畸变 利用三维DLT进行摄像机标定已经有较多的文 参数的过程称为摄像机标定，对于日益广泛使用 献f6．10]，但到现在为止还没有见到利用二维DLT 的非量测摄像机来说，标定是从二维图像获取三 进行摄像机标定的算法。 维信息必不可少的步骤¨’“。随着摄影测量和计 算机视觉理论的发展，许多学者对摄像机标定技 1二维DLT及内外方位元素初值 术进行了深人的研究【1”J。计算机视觉界最近 提出了利用主动视觉技术进行摄像机自标定的一 二维DLT可表示为： 些算法，不过在少数情况下，白标定技术得到的解 IX十h2y+A3 不是惟一的，即使在图像噪声很小时，求解的值与 。5丽可了玎 … 。 实际值也有较大的差别旧J。BillTriggs提出利用 h4X十h5Y十^6 绝对二次曲线原理进行摄像机自标定i5j，但该方 Y。h7X+h8Y+l 法的初始化比较困难。张正友提出了利用旋转矩 式中，hl、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8为二维DLT 4，h 阵的正交性条件和非线性最优化进行摄像机标 的8个变换参数H=(h1，h2，h3，h5，h6，h7， 定，其标定精度为0．35像素左右…。 h8)7；X、Y为平面控制(格网)点空间坐标(z坐 linear 直接线性变换(directtransformation， 标为零)；X，y为相应的像坐标，当像片点数大于 DLT)是建立像点坐标和物点坐标直接线性关系4个时，可将式(1)进行适当变换，则二维DLT参 的算法，处理时不需要摄像机内外方位元素的初 数可通过解超定方程AH=0求得。 值，因而在近景摄影测量中被广泛使用。国际上 摄影测量中最常用的共线方程为【”】： ．c—zn=一rI“1(x—K)+bt(Y一一)+Cl(Z ，一Yo=一厂[a2(．x一冠)十62(，，一y：)十c2(Z