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1、論文題目：數碼相機的定位姓名：曹軍子單位：和平縣職業(yè)技術學校日期：2011-6-8數碼相機的定位摘要圖像復現在刑偵學、醫(yī)學、建筑學等領域已經得到了廣泛的運用。在這類應用中，主要采用的方法是兩類單目定位，一類需要參照物；另一類采用精密調焦CCD攝像機。但是，其應用具有一定的局限性，且設備成本較高，文中構造了運用一般照相機單目和雙目復現的模型。先后利用單雙目定位技術，同時輔以邊緣提取，構建空間坐標和像素坐標等方法，對單目(單相機)和雙目(2臺相機)圖像的還原定位進行了估算和擬合。建立單目和雙目視覺定位模型，構建了運用照相機定位的系統(tǒng)。首先對靶標的像進行圖像處理，采集像的邊緣點，定位靶標的圓心的
2、像，再由小孔成像原理和相似形的相似原理，在空間還原靶標的圓心，對圓心坐標進行修正，進而確定靶標在空間的平面，最終定位圖像。另外，還對此單目視覺定位模型進行了精確度和穩(wěn)定性的測試，得到了很好的效果。使得所得結果與靶標有較好的近似效果。最后，基于平行雙目視覺系統(tǒng)的測量原理，構建了一種雙目定位靶標的模型，同樣對靶標的像進行了圖像處理，采集像的邊緣點，定位靶標邊緣點的像，運用小孔成像原理和雙目視覺系統(tǒng)的測量原理，定位靶標的圓心，對定位的圓心坐標加以修正，確定靶標所在的平面，定位圖像。經過對比靶標和定位的圖像，建立的雙目測量模型有著很好的定位效果。上述系統(tǒng)容易構建，成本低廉，具有較強的實用性，有著相
3、當精確的定位效果，為還原實物和實物與像的相對位置提供了一種有效的方法。關鍵詞靶標,單目定位,雙目定位,像素坐標一、問題重述數碼相機定位在交通監(jiān)管（電子警察）等方面有廣泛的應用。所謂數碼相機定位是指用數碼相機攝制物體的相片確定物體表面某些特征點的位置。最常用的定位方法是雙目定位，即用兩部相機來定位。對物體上一個特征點，用兩部固定于不同位置的相機攝得物體的像，分別獲得該點在兩部相機像平面上的坐標。只要知道兩部相機精確的相對位置，就可用幾何的方法得到該特征點在固定一部相機的坐標系中的坐標，即確定了特征點的位置。于是對雙目定位，精確地確定兩部相機的相對位置就是關鍵，這一過程稱為系統(tǒng)標定。標定的一種
4、做法是：在一塊平板上畫若干個點，同時用這兩部相機照相，分別得到這些點在它們像平面上的像點，利用這兩組像點的幾何關系就可以得到這兩部相機的相對位置。然而，無論在物平面或像平面上我們都無法直接得到沒有幾何尺寸的“點”。實際的做法是在物平面上畫若干個圓（稱為靶標），它們的圓心就是幾何的點了。而它們的像一般會變形，如圖1所示，所以必須從靶標上的這些圓的像中把圓心的像精確地找到，標定就可實現。有人設計靶標如下，取1個邊長為100mm的正方形，分別以四個頂點（對應為A、C、D、E）為圓心，12mm為半徑作圓。以AC邊上距離A點30mm處的B為圓心，12mm為半徑作圓，如圖1所示。圖1靶標示意圖用一位置
5、固定的數碼相機攝得其像，如圖2所示。圖2靶標的像請你們：（1）建立數學模型和算法以確定靶標上圓的圓心在該相機像平面的像坐標,這里坐標系原點取在該相機的焦點，x-y平面平行于像平面；（2）對由圖2、圖3分別給出的靶標及其像，計算靶標上圓的圓心在像平面上的像坐標,該相機的像距（即光學中心到像平面的距離）是1577個像素單位(1毫米約為3.78個像素單位)，相機分辨率為1024×786；（3）設計一種方法檢驗你們的模型，并對方法的精度和穩(wěn)定性進行討論；（4）建立用此靶標給出兩部固定相機相對位置的數學模型和方法。一、問題分析數碼相機的定位是一個光學成像系統(tǒng)。實物通過成像原理在像平面上成一倒立,縮小
6、的實像。為了使問題一更容易求解,我們建立了一個簡單的剖面圖,考慮靶標的像與靶標的平面圖,利用小孔成像原理和相似形等比的性質,可以確定靶標上圓的圓心在像平面中的象素坐標。在空間還原靶標的圓心，對圓心坐標進行修正，進而確定靶標在空間的平面，最終定位圖像。另外，還對此單目視覺定位模型進行了精確度和穩(wěn)定性的測試，得到了很好的效果。使得所得結果與靶標有較好的近似效果。問題二從給出的五個點的相關信息和數據,還要依據靶標在像平面所成的像,將像首先初處理,采用邊緣化的方法,將像的邊緣變成一個亮點,其他點變成黑色的底片,進一步采用數學軟件,邊緣化后確定提取的邊緣點的像素坐標，與此同時用直方圖近似的求出每個像
7、素點的像素點坐標,再求出每個區(qū)域的面積,用相同面積的圓近似代替每個圓的像，可以計算出近似圓半徑的值。結合模型一,通過小孔成像和相似形對應邊成比例的性質可以得出靶標上圓的圓心在像平面上的像坐標。問題三用問題二得出來的結果和問題一的模型,找出物平面上圓的圓心。取不共線的三點做平面,一共可以得10種方案，通過平面修正的兩個點去重新構建靶標，通過每種方案的邊長度差異來驗證模型的精度和穩(wěn)定性。問題四平行雙目視覺系統(tǒng)模型建立此靶標給
