攝像機(jī)陣列標(biāo)定方法研究

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1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文攝像機(jī)陣列標(biāo)定方法研究姓名：閔星申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：模式識(shí)別與智能系統(tǒng)指導(dǎo)教師：汪增福20100501摘要摘要攝像機(jī)陣列具有較大視場(chǎng)，在視覺監(jiān)控、基于真實(shí)場(chǎng)景圖像的虛擬漫游與三維重建等方面具有廣泛的應(yīng)用。攝像機(jī)標(biāo)定是從二維圖像獲取三維信息必不可少的步驟，并由此重建和識(shí)別物體。目前對(duì)單個(gè)攝像機(jī)標(biāo)定的研究已經(jīng)比較成熟，并且能夠得到較好的標(biāo)定結(jié)果。因此，在單攝像機(jī)標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上，研究攝像機(jī)陣列的標(biāo)定，具有重要的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)陣列的標(biāo)定，本文研究

2、了單個(gè)攝像機(jī)的標(biāo)定，選用合適的標(biāo)定方法，將其擴(kuò)展至攝像機(jī)陣列的標(biāo)定。首先使用基于平面模板的標(biāo)定方法對(duì)每個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，然后再通過(guò)一定的方法，標(biāo)定出所有攝像機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系。針對(duì)其中的各個(gè)環(huán)節(jié)，本文所做的工作如下：1)通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外主流攝像機(jī)標(biāo)定方法，采用基于平面模板的標(biāo)定方法對(duì)單個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好。2)利用標(biāo)定模板平面和攝像機(jī)圖像平面之間的單應(yīng)性矩陣的性質(zhì)，使用矩陣分解的方法得到所有攝像機(jī)的投影矩陣和模板平面參數(shù)。加入標(biāo)定模板的幾何約束，將分解得到的結(jié)果變換為同一參考坐標(biāo)系下的攝像

3、機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系。3)本文提出了一種基于逐步優(yōu)化的攝像機(jī)陣列標(biāo)定方法，該方法是對(duì)基于平面模板的單攝像機(jī)標(biāo)定方法的擴(kuò)展。使用基于平面模板的方法求解出各個(gè)攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)以及各個(gè)攝像機(jī)相對(duì)于模板的位置關(guān)系。選定一個(gè)攝像機(jī)作為參考攝像機(jī)，再逐步地標(biāo)定出其它的攝像機(jī)相對(duì)于參考攝像機(jī)的位置，最后得到所有的攝像機(jī)在同一個(gè)世界坐標(biāo)系中的位置關(guān)系。對(duì)攝像機(jī)陣列標(biāo)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提出的方法可得到準(zhǔn)確的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)以及相互之間的位置關(guān)系。關(guān)鍵詞：攝像機(jī)陣列標(biāo)定三維重建矩陣分解逐步優(yōu)化AbstractWithal

4、argerfieldofview，cameraarrayiswidelyusedinvirtualreality，surveillance．image．basedrenderingand3Dreconstruction．Thecameracalibrationisanindispensablestepforrecovering3Dinformationfrom2Dimagesandprovidestheunderlyingbasisforobjectreconstructionandrecognit

5、ion．Thecurrentstudyonsinglecameracalibrationisrelativelymature，andCallgetgoodresults．Therefore，calibrationofcameraarraybasedOilthesinglecameracalibrationmethodhasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalue．Inordertocalibratecameraarrays，wechoosea

6、ppropriatesinglecameracalibrationmethod，andextendittothecameraarraycalibration．Eachcameraiscalibratedbasedonplanar．basedcalibrationmethod，andthen，therelativepositionsbetweenallthecamerasarecalibrated．Herealethedetailsofseveralpartsmentionedabove：l、Thro

7、ughstudyingthemainmethodsofcameracalibration，wechooseplanar-basedcalibrationmethodtocalibratesinglecamera,andtheresultsaregood．2)Usingthehomographymatrixbetweenplanarandimageplane，allthecamera'sprojectionmatrixandthetemplateparametersareobtainedviafact

8、orization．Then．theresultsoffactorizationaretransformedintothesalllereferencecoordinatesystemtogetrelativepositionbetweencameras·3)Weproposeastepwiserefinementcameraarraycalibrationmethod．Selectac鋤eraasareference．a(chǎn)ndthentherelativepositi