基于椭圆拟合的圆的摄像机标定方法

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1、基于椭圆拟合的圆的摄像机标定方法禹旺勋①YU=(x之间的关系如下：其中，K=fusu00fvv0001为摄像机内参数矩阵；R和T分别为世界坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵和平移向量；λ为比例因子[8]。1.2确定灭点坐标使用平面圆模板，圆内有3组两两垂直的直径。平面圆模板如图1所示，O为平面圆的圆心，AB，CD，EF，A′B′，C′D′，E′F′为平面圆直径，其中AB⊥A′B′，CD⊥C′D′，EF⊥E′F′。6条直径的无穷远点分别是p1∞，p2∞，p3∞，p4∞，p5∞，p6∞。平面圆模板的图像

2、如图2所示，a，b，c，d，e，f，o，a′，b′，c′，d′，e′，f′分别是点A，B，C，D，E，F，O，A′，B′，C′，D′，E′，F′的图像点。6条直径的无穷远点的图像点分别为p1，p2，p3，p4，p5，p6。a，b，c，d，e，f，o，a′，b′，c′，d′，e′，f′的坐标用（ui，vi）T（i=a，b，c，d，e，f，o，a′，b′，c′，d′，e′，f′）表示。根据射影几何调和共轭和交比不变的性质[5]，可求出无穷远点的图像点p1，p2，p3，p4，p5，p6的坐标为：由于实

3、际图像中获得到的是椭圆，需要检测椭圆的边界。对图像进行二值化、边缘检测得到边界点，然后对数据点进行拟合得到精确的边界。拟合的方法是利用找到一组椭圆边界点使其到拟合点的欧氏距离在非线性最小二乘意义下最小[10]。由于椭圆的边界点（xi，yi）相对应的拟合点（x，y）在同一条直线上，则拟合点与边界点的距离为则问题归结为一个以D为目标函数的优化问题，令D取最小值，则可得与数据点在非线性最小二乘意义下拟合最好的椭圆。为了保证拟合的速度和精度，应该在拟合之前选择精确的椭圆参数设定初始值。2真实图像实验在真

4、实图像实验中，采用佳能数码相机，图像分辨率为640×480，用激光打印机打印有3组两两垂直的直径且半径为20cm的平面圆模板。从不同的方位拍摄平面圆模板获得实验所需的图像。用图3中的四幅图像标定摄像机的内参数。用本文的算法对摄像机进行标定，实验结果如表1。实验结果表明，该方法简单、有效。3结论本文提出了一种基于椭圆拟合的圆的标定方法。该方法需要有3组两两正交的直径的平面圆模板，从3个或多个不同的方位摄取模板的图片。通过非线性的最小二乘的椭圆的拟合，精确定位模板中的特征点，从而提高了摄像机的标定精

5、度。然后求出直线的灭点，利用灭点定理计算出正交灭点，从而求出内参数。实验结果表明：仅需要使用3幅图像就可以得到稳定精确的标定结果。所以本文的方法易于实现、精度较高、稳定性好，可以在实际应用中使用。.jyqkan.计算机视觉中的多视图几何[M].韦穗，译.合肥：安徽大学出版社，2002.[2]马颂德，张正友.计算机视觉[M].北京：科学出版社，1998.[3]赵录刚，吴成柯.一种基于圆环点的相机定标方法[J].西安电子科技大学学报，2007（03）.[4]RichardI.Hartley.Self

6、-CalibrationofStationaryCameras[J].InternationalJournalofputerVision，1997（1）.[5]Z.Y.Hu，F.C.aybank，OlivierD.Faugeras.Atheoryofself-calibrationofamovingcamera[J].InternationalJournalofputerVision，1992（2）.[8]C.L，F.C.odernApproach.2002.[10]李跃，汪亚明，黄文清，朱小锴

7、.基于OpenCV的摄像机标定方法研究[J].浙江理工大学学报，2010（03）.