數(shù)碼相機定位模型

1、1數(shù)碼相機定位模型數(shù)碼相機定位模型摘要摘要本文利用光學(xué)原理建立物體成像位置關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，解決了相機系統(tǒng)標(biāo)定中的如何確定靶標(biāo)圓心對應(yīng)像坐標(biāo)和固定相機的相對位置等問題。針對如何確定靶標(biāo)圓心對應(yīng)像坐標(biāo)問題，我們分析討論了各種影像分析方法，基于針孔成像原理和相機坐標(biāo)系變換矩陣的思想，建立了線性相機模型，利用透視變換矩陣確定攝像機的位置標(biāo)定思想給出算法，通過找靶標(biāo)和像平面上對應(yīng)公切線切點的方法取點，利用取定的點和算法求得相機成像內(nèi)外參數(shù)，利用M

2、ATLAB編程求解，求得靶標(biāo)圓心對應(yīng)像坐標(biāo)。結(jié)果如下：在問題1要求的三維坐標(biāo)系下ABCDE圓心對應(yīng)的像坐標(biāo)是（單位：mm）：（50.78，50.93，417.20），（24.42，48.88，417.20），（32.77，44.44，417.20），（18.33，32.20，417.20），（60.37，31.53，417.20）.針對設(shè)計一種方法檢驗我們模型的問題，我們采用最小二乘法擬合橢圓，確定中心點，改變所選取的標(biāo)定點，求得多組中

3、心的值，比較每組中心值與擬合的中心點，差別不大。并對方法的精度和穩(wěn)定性進行了討論。針對如何確定兩部固定相機相對位置的問題，以物坐標(biāo)為中間變量，通過坐標(biāo)矩陣的變換建立模型，給出算法，最終確定兩部相機的相對位置。本論文通過兩種方法對比分析，結(jié)果相對吻合，模型的可信度較高。考慮到畸變因素的影響，本論文進行了模型改進，使模型具有更高的精度，有較強的推廣性。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：針孔成像線性相機模型坐標(biāo)系變換矩陣公切線切點最小二乘法擬合橢圓32.7假設(shè)

4、不考慮照相機畸變。2.8有效焦距為相機鏡頭光學(xué)中心到像平面的距離，即像距。f3、符號說明、符號說明：圖像像素坐標(biāo)系fffOxy：像點像素坐標(biāo)()uv：圖像物理坐標(biāo)系OXY：像點物理坐標(biāo)()XY：物點相機坐標(biāo)系()cccxyz：世界坐標(biāo)系wwwOxyz()wwwxyz：物點世界坐標(biāo)：旋轉(zhuǎn)正交變換矩陣R：平移變換矩陣T：有效焦距f：為相機成像內(nèi)部參數(shù)陣1M：為相機成像外部參數(shù)陣2M：稱為投影矩陣M4、模型建立及求解、模型建立及求解4.1問題

5、問題14.1.1問題分析問題分析本問題的整體思路是：在僅已知物平面和像平面，相機的其他屬性參數(shù)未知的前提下，建立照相機模型，確定靶標(biāo)（物平面）上的點到該照相機像平面的像坐標(biāo)的映射關(guān)系，其中包括照相機成像系統(tǒng)內(nèi)外幾何及光學(xué)參數(shù)的標(biāo)定，從而達到只要給定標(biāo)靶上的點，就可直接通過模型求得其像坐標(biāo)的目的。在具體建立照相機模型時，由于照相機與攝相機在成像原理上沒有本質(zhì)區(qū)別，因此沿用現(xiàn)有比較成熟的攝機標(biāo)定技術(shù)的理論思想。對于問題1，根據(jù)假設(shè)，靶標(biāo)和像