文档介绍：:..数模优秀论文数码和机定位模型摘要问题一:数码相机定标是影响系统定位精度的关键因索Z-,如何提高定标精度对于提高整个系统的测量精度至关重要,从基于相机本身的 针孔模型 畸变模型系统标定双目定位1一、问题重述数码相机定位在交通监管(迫子警察)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。授常用的定位方法是双冃定位,即用两部相机來定位。对物体上一个特征点,用两部固定于不同位直的相机摄得物体的像,分别获得该点在两部相机像平而上的处标。只要知道两部相机梢确的相对位置,就可用儿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。于是对双冃定位,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。标定的一•种做法是:在一块平板上画若T•个点,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宜接得到没有几何尺寸的“点二实际的做法是在物平而上画若干个圆(称为靶标),它们的圆心就是儿何的点了。而它们的像--般会变形,如图1所示,所以必须从靶标上的这些圆的像小把圆心的像精确地找到,标定就可实现。图1靶标上圆的像有人设计靶标如F,取1个边长为lOOmm的正方形,分别以四个顶点(对应为A、C、D、E)为圆心,12mm为半径作圆。以AC边上距离A点30mm处的B为圆心,12mm为半径作圆,如图2所示。图2靶标示意图用一位證固定的数码相机摄得其像,如图3所示。2图3靶标的像请你们:(1)建立数7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心,x-y平面平行于像平面;(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处标,该和机的像距(即焦点到像平面的距离)是1577个像素单位(),相机分辨率为1024x768;(3) 设计一种方法检验你们的模型,并对方法的精度和稳定性进行讨论;(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。二、模型的基本假设与名词符号说明(-)模型的基本假设1) 假设在肉眼分辨率下,物点在像平面上所成的投影依然为点,而不是弥散圆;2) 假设在针孔模型下的相机标定不考虑镜头畸变;3) 和机相面上的实际成像与理想成像Z间存在光学畸变误差,主要的畸变误差类型包括径向畸变和切向畸变,我们只考虑一阶径向畸变。(二) 名词解释1) 数码和机定位:指用数码相机摄制物体的和片确定物体表面某些特征点的位置;2) 双口定位:是最常用的一种用两部相机来确定物体位置的定位方法;3) 像平面:物体的像所在的平面;4) 特征点:在儿何上通过连结能够表现出物体结构特征的具有代表性的点;5) 系统标定:通过和对位置固定的两台相机,运用几何的方法得到特征点在固定一部相机的坐标系中的坐标来确定特征点位置的过程;6) 靶标:有冃标实体的平面;7) 像距:外焦点到像平面的距离;8) 弥散圆:物点成像时,由于像差,具成像光束不能会聚于一点,在像平而上形成一个扩散的圆形投影,称为弥散圆。(三) 符号说明u: 物距v: 像距3