魚(yú)眼雙目視覺(jué)成像及定位技術(shù)的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的不斷發(fā)展，常規(guī)攝像機(jī)的視角范圍已經(jīng)不能滿(mǎn)足許多場(chǎng)合的需求，而魚(yú)眼攝像機(jī)本身的視場(chǎng)范圍廣、涵蓋信息多等優(yōu)點(diǎn)，使得它在軍事和民用領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的關(guān)注。其中，魚(yú)眼雙目立體視覺(jué)技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)新型的研究熱點(diǎn)之一，在機(jī)器人導(dǎo)航和三維重建方面具有很大的發(fā)展前景。本文從魚(yú)眼攝像機(jī)建模、標(biāo)定和定位幾方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究，對(duì)魚(yú)眼雙目立體視覺(jué)的應(yīng)用具有一定的理論指導(dǎo)意義。主要研究工作如下：
　　(1)首先從攝像機(jī)的成像模型

2、出發(fā)，介紹了各坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；分別介紹了一般鏡頭和魚(yú)眼鏡頭的基本成像模型，對(duì)常用的非線(xiàn)性畸變模型進(jìn)行了概括和總結(jié)；給出了一般鏡頭的雙目視覺(jué)定位模型，以此為基礎(chǔ)討論了基于魚(yú)眼鏡頭的雙目視覺(jué)定位模型。
　　(2)針對(duì)圓形標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)定魚(yú)眼鏡頭模型參數(shù)精度不高的問(wèn)題，提出一種基于質(zhì)心點(diǎn)優(yōu)化的魚(yú)眼相機(jī)標(biāo)定方法。在魚(yú)眼鏡頭成像模型的基礎(chǔ)上，獲取模型內(nèi)外參數(shù)的初值；通過(guò)模型求取標(biāo)志圓的投影橢圓，對(duì)該投影橢圓和圖像上的橢圓分別求質(zhì)心，進(jìn)而建立目

3、標(biāo)函數(shù)，最后實(shí)現(xiàn)魚(yú)眼鏡頭的精確標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的方法能夠明顯提高魚(yú)眼鏡頭的標(biāo)定精度。
　　(3)針對(duì)應(yīng)用高階奇次多項(xiàng)式法和光學(xué)折射模型定位誤差大、局限性強(qiáng)的問(wèn)題，提出一種優(yōu)化的魚(yú)眼鏡頭成像定位算法。首先根據(jù)成像誤差機(jī)理推導(dǎo)出偏心畸變模型，進(jìn)而在此畸變和光學(xué)折射原理的基礎(chǔ)上建立優(yōu)化的成像模型；然后應(yīng)用泰勒展開(kāi)式求近似值的方法，對(duì)提出的畸變模型進(jìn)行反投影推導(dǎo)，最后實(shí)現(xiàn)空間目標(biāo)的精確定位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)被測(cè)物分別處于魚(yú)眼圖