高精度双目测距系统标定方法研究

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1、学号：S13020185硕士学位论文高精度双目测距系统标定方法研究研究生姓名：裴思惠学科、专业：光学工程二○一六年三月分类号：TP391密级：可公开UDC：编号：高精度双目测距系统标定方法研究HIGNACCURACYBINOCULARRANGEMEASURINGSYSTEMDEMARCATIONMETHODRESEARCH学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）工程领域名称及代码：光学工程（0803）研究方向：现代光学技术与工程应用申请学位级别：硕士指导教师：杨进华教授研究生：裴思惠论文起止时间：2014.11—2015.12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的

2、硕士学位论文，《高精度双目测距系统标定方法研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：裴思惠2016年3月15日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版

3、，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：裴思惠2016年3月15日导师签名：杨进华2016年3月15日摘要基于对双目测距系统不易被发现、隐蔽性好的特点，本文深入研究了双目测距系统，根据双目测距系统原理，设计出高精度双目测距系统。为保证双目测距系统测距精度，要对该系统进行系统标定。本文分别进行单目摄像机标定和双目测距系统标定，完成摄像机的主点坐标（u0,v0）,纵横比s，焦距f，畸变系数k，旋转矩阵R和平移变量t的标定，并且确定了系统旋转矩阵，系统平移变量，基线长和光

4、轴夹角。主点坐标的标定精度直接影响了系统的标定准确性，本文提出了一种新的、标定精度更高的主点标定方法，根据光学系统成像特性，选取一束与光学系统主光轴平行的光线，则光学系统物点与像点之间所连直线必过主点。调整物点位置，在不同距离上与相应像点的连线交点即为主点，标定出摄像机主点坐标，通过实验验证，该方法标定精度达到亚像素级别。本文实现了对双目测距系统的标定。改进了Tsai两步法，标定出主点坐标及纵横比后，再根据两步法的标定原理，分别对两个摄像机的其他未标定的参数进行标定，最后标定出双目测距系统的系统参数，本文标定的参数误差EAVG=0.5792pixel，精度较高，满足实验对精度的要求。并进

5、行了测距实验，通过多组实验证明了本文所提出的方法是正确的、可以实施的。关键词：双目测距系统单目标定双目标定主点标定IIABSTRACTBasedontothebinocularrangemeasuringsystemwasdiscoverednoteasily,thecovertgoodcharacteristic,thisarticlehasstudiedthebinocularrangemeasuringsystemthoroughly,accordingtothebinocularrangemeasuringsystemprinciple,designsthehighaccurac

6、ybinocularrangemeasuringsystem.Inordertoguaranteethebinocularrangemeasuringsystemrangefinderprecision,mustcarryonthesystemdemarcationtothissystem.Thisarticlecarriesonthemonocularcamerademarcationandthebinocularrangemeasuringsystemdemarcationseparately,completesthecameratheprincipalpointcoordinate

7、s(u0,v0),aspectratios,focaldistancef,distortionfactork,revolvingmatrixRandtranslationvariabletdemarcation,andhasdeterminedthesystemrevolvingmatrix,thesystemtranslationvariable,thelengthofbaseandtheopticalaxisincludedan