数码照相机的双目定位方法 第5页
因此在照相机像面任意点只能在右A2像面上找到对应的匹配点，就可以确定出该点的三文坐标这方法点对点的运算，像表面所有点只要存在相应的匹配点，就可以参与上述运算，从而就获得其对应的三文座标
双目立体视觉的数学模型
在分析了最简单的平视双目立体视觉的三文测量原理基础上，现在考虑一般情况，对两个照相机的位置不做特别要求。如图三所示，设左照相机O-xyz位于坐标系的圆点处且无旋转，图象坐标系为 ,有效焦距为 ;右照相机坐标系为 ，图象坐标系为 ，有效焦距为 ,由照相机透视变换模型有 图三
（3） （4）
而O-xyz坐标系与 坐标系之间的相互位置关系可通过空间转换矩阵 表示为
（5）
其中， 分别为o-xyz坐标系与 坐标系之间的旋转矩阵和原点之间的平移变换矢量。
由式（3）-（5）可知，对于O-xyz坐标系中的空间点，两照相机面点之间的对应关系为
（6）
于是，空间点的三文坐标可以表示为
（7）
因此，已知焦距 ， 和空间点在左右照相机中的图象坐标，只要求出旋转矩阵R和平移矢量T就可以得到被测物体点的三文空间坐标。
如果用投影矩阵表示，空间点三文坐标可以由两个照相机的投影模型表示，即
（8）
其中， ， 分别为空间点在左右照相机中的图象坐标， ， 分别为左右照相机的投影距阵 为空间点在世界坐标系中的三文坐标。实际上，双目立体视觉是匹配左右图象平面上的特征点并生成共轭对集合 每一个共轭对定义的两条射线，相交于空间中某一场景点。空间相交的问题就是找到相交点的三文坐标
对该模型的精度分析
双目立体视觉是利用两台照相机模仿实现人眼的功能。利用空间点在两照相机成像点坐标来求取空间点的三文坐标。为了分析双目视觉系统的结构参数对视觉系统的结构参数对视觉精度的影响，建立如图1所示恶毒精度分析模型，为简化分析，设两台照相机水平放置，视觉系统的坐标原点为其中一台照相机的投影中心。设照相机的有效焦距为f1、f2，光轴与x轴的夹角为 、 ， 、 为小于照相机的视场角的投影角。由几何关系得到p的三文坐标为 （1）
1． 系统结构参数对精度的影响
下面分析双目立体视觉系统的结构参数以及P点的位置对视觉系统视觉精度的影响。由式（1），有
设两台照相机X方向的提取精度分别为 、 ，Y方向的提取精度分别为 、 ，则P点的x方向的测量精度为
P点y方向的测量精度为
P点z方向的测度精度为
P点总体测量的精度为
八 模型的评价与推广
由于目前对远距离，大尺寸物体的测量的手段及设备有卫星定位，激光测距定位系统，水准仪和基于数字图象的定位系统。国内的卫星定位服务目前几乎都依赖于美国，信号终端价格昂贵，测量精度受到限制。激光测距定位系统是通过测量从设备开始发射激光到此激光由被测物反射，又折回到设备的时间间隔来计算被测物与系统间的距离。目前由于对微小时间间隔的测量的局限，一般存在10米左右的测量盲区。水准仪是采用光学原理进行测量的设备，测量前需要对设备进行调平，需要在被测点设置标杆，仪器使用较复杂。
基于数字图象的定位系统，从原理上很好的解决了上述问题。系统结构简单，主要部件是CCD照相机，数据处理无需特别硬件支持。系统进行定位时，首先要对CCD相机进行定标。目前有多种定标方法，如利用多种定标物，照相机旋转定标，基于灭点的定标，照相机自定标法等，但对远距离物体定位测量时，在被测物体所在的位置，尤其是对外在恶劣环境以及人不可到达出的物体进行测量，定标困难或对被测物体有较高的要求。只能利用物体本身的特征信息进行定标。
因此需要对现有的定标，测量方法进行改进，在保证测量精度情况下提高系统普适性，为了能够使系统适用于远距离，大尺寸物体的测量要求，本文提出了一种基于照相机双目定标的方法。
九 参考文献
[1] 梅向明等．高等几何．北京：高等教育出版社．2005，5．
[2] 张光军．机器视角．北京：科学出版社．2005，6．
[3] 李尚东等．数学实验．北京：高等教育出版社．2004，6．
[4] 夏皮罗(美) 等．计算机视角．北京：机械工业出版社．2005，3．
[5] 北京大学数学系．高等代数．北京：高等教育出版社．2003，9．
上一页 [1] [2] [3] [4] [5]
数码照相机的双目定位方法 第5页下载如图片无法显示或论文不完整，请联系qq752018766
