文档介绍：膀数码相机定位问题研究蚅摘要:本文对数码相机定位问题进行了深入研究。袄问题一,首先阐明物像空间的坐标关系,然后综合考虑影响数码相机摄像效果的外方位因素和内方位因素,在传统照相机成像原理的基础上,建立中心投影的构像方程,针对得到的构像方程式,采用直接线性变换()的算法,最终确定靶标上圆的圆心在相机像平面的像坐标。肀问题二,由图3可知,背景影像的灰度与目标影像灰度具有足够的对比度,根据颜色特征利用自适应单阈值影像分割法获得二值图像,实现目标与背景分离。依据直接线性变换()的方式,获得目标近似位置,再对目标影像进行精确定位。得到靶标上圆的圆心的像坐标(单位:)为:罿(-,,),(-,,),(,,),(,-,),(-,-,)。螅问题三,首先把图3还原成原始大小,通过边缘跟踪和二值处理,并采用尺规作图确定靶标上圆的圆心在像平面的像坐标,并与问题二中得到的结果相比较,采用平面距离法求解出实际值与理论值的平均偏差为1,验证了模型的精确度。芅问题四,首先从照相机获取的图像信息出发,根据照相机成像的几何原理,得到较高精度的内、外参数矩阵,建立相对定向线性变换模型。然后结合实际情况,考虑到透镜的径向畸变,最终建立双目立体视觉系统的定位模型,从而就可以确定照相机的相对位置。螂本文综合考虑多种影响摄像效果的因素,所建立的模型结构严谨、逻辑性强。最后并对模型进行了推广。蚈关键词:直接线性变换()单阈值影像分割法径向畸变双目立体视觉系统螅一、(电子警察)等方面有广泛的应用。所谓数码相机定位是指用数码相机摄制物体的相片确定物体表面某些特征点的位置。最常用的定位方法是双目定位,即用两部相机来定位。对物体上一个特征点,用两部固定于不同位置的相机摄得物体的像,分别获得该点在两部相机像平面上的坐标。只要知道两部相机精确的相对位置,就可用几何的方法得到该特征点在固定一部相机的坐标系中的坐标,即确定了特征点的位置。于是对双目定位,精确地确定两部相机的相对位置就是关键,这一过程称为系统标定。蒇标定的一种做法是:在一块平板上画若干个点,袅同时用这两部相机照相,分别得到这些点在它们像平面上的像点,利用这两组像点的几何关系就可以得到这两部相机的相对位置。然而,无论在物平面或像平面上我们都无法直接得到没有几何尺寸的“点”。实际的做法是在物平面上画若干个圆(称为靶标),它们的圆心就是几何的点了。而它们的像一般会变形,如图1所示,所以必须从靶标上的这些圆的像中把圆心的像精确地找到,标定就可实现。袃有人设计靶标如下,取1个边长为100的正方形,分别以四个顶点(对应为、、、)为圆心,12图1靶标上的像袁为半径作圆。以边上距离点30处的为圆心,12为半径作圆,如图2所示。蒀羅图2靶标示意图芄用一位置固定的数码相机摄得其像,如图3所示。(1)建立数学模型和算法以确定靶标上圆的圆心在该相机像平面的像坐标,这里坐标系原点取在该相机的光学中心,平面平行于像平面;肁(2)对由图2、图3分别给出的靶标及其像,计算靶标上圆的圆心在像平面上的像坐标,该相机的像距(即光学中心到像平面的距离)是1577个像素单位(),相机分辨率为1024×768;肇(3)设计一种方法对模型进行检验,并对方法的精度和稳定性进行讨论;膅(4)建立用此靶标给出两部固定相机相对位置的数学模型和方法。肅蕿二、,需要用公式表达出像点与相对应的物点间的数学关系。因此,必须要在像方和物方的空间内建立坐标系统,使其间的点和数值有明确的对应关系,也就是问题所求的模型和算法。膂对问题一,欲建立一个数学模型以确定靶标上光学上圆的圆心在相机像平面的像坐标,并得到精确值。首先,应根据数码相机摄像原理和成像原理,建立像空间坐标系统和物空间坐标系统,这样便于在三维空间中找到物点坐标与像点坐标、物点坐标与上的坐标仪坐标之间的关系。然后,确定影响数码相机成像的因素(相机倾角、相机方位角、物距等),这些因素是如何影响成像的,给出它们之间的量化关系。最后,建立数码相机定位模型并求解。芁对问题二,根据题目中给出的图2和图3,将图像进行识别和边缘化处理,得到一个二值图象,再利用相关软件得到靶标上的圆的圆心在像平面上的坐标。衿对问题三,是在一和二的基础上对模型的检验,利用题目中给出的图3对模型的合理性进行分析,并结合得到的结果说明模型的精度。模型的稳定性则是考察模型的适用情况,运用建立的模型是否