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《CCD双目立体视觉测量系统的理论研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第14卷第4期电光与控制Vol.14.42007年8月ELECTRONICSOPTICS&CONTROLAug.2007文章编号:1671-637(2007)04-0094-03CCD双目立体视觉测量系统的理论研究王建华,韩红艳,王春平,朱元昌(军械工程学院光学与电子工程系,石家庄050003)摘要:利用几何成像原理建立起CCD双目立体视觉测量系统的数学模型,从提高系统测量精度出发,在理论上重点对系统结构参数、图像识别误差与系统测量精度的关系进行了深入的分析和探讨,并通过实验对结论进行了验证。研究内容对实际
2、建立该测量系统具有很强的指导作用。关键词:立体视觉;CCD;测量精度;图像识别;系统测量中图分类号:V271.4;TN948.41文献标识码:ATheoreticresearchondouble-CCDstereoscopicmeasurementsystemWANGJian-hua,HANHong-yan,WANGChun-ping,ZHUYuan-chang(DepartmentofOpticsandElectronicsEngineering,OrdnanceEngineeringCollege,Shijiazhuang050003,China)Ab
3、stract:Mathematicmodelofdouble-CCDstereoscopicmeasurementsystemisbuiltupbasedupongeo-metricalimagingprinciple.Therelationshipsofsystemicconfigureparameters,imagerecognitionerrorandmeasurementprecisionareanalyzedtheoretically,andconclusionisvalidatedbytests.Theresearchcontentcanbetakenasarefer
4、enceforconstructingthemeasurementsystem.Keywords:stereo-vision;CCD;measurementprecision;imagerecognition;systemmeasurement系统测量精度的影响。而实践证明系统的结构参数0引言设置在实际应用中对于系统的测量精度是至关重要双目立体视觉测量技术是计算机视觉中的一个的。此外,从立体视觉测量原理中,可以看出图像识重要分支,一直是计算机视觉研究的重点和热点之别误差是另一个对系统测量精度产生直接影响的重一。由于其近似于人眼视觉系统,具有较高的测量要因素。精度和速度,
5、并具有结构简单,便于使用等优点,所综合以上考虑,从理论上对系统的结构参数设以被广泛应用于工业检测、物体识别、工件定位、机置和图像识别误差对系统测量精度的影响进行了深器人自导引等诸多领域。近年来许多学者对此进行入的分析和研究。结合系统结构参数对摄像机定标[1-4]精度的影响,给出了实际应用中组建双目立体视觉了大量的研究工作。其中大量的工作集中在对[5-7]测量系统的设计方案。视觉测量系统的数学模型、系统的定标方法以[8-9]及目标特征点匹配算法的研究上,而对系统的1双目立体视觉测量原理及数学模型结构参数(两个CCD之间的距离、光轴夹角等)研究得却很少。文献[10]对立体视觉结构参数
6、进行了相1.1摄像机成像模型应的理论研究,但它是从观看物体时的深度感出发摄像机的成像模型,是光学成像系统几何关系研究CCD与物体之间的距离、两个CCD间距和观看的数学表示。目前在摄像机标定中应用的摄像机成像模型主要有针孔成像模型、双平面模型和人工神距离3个参数之间的关系,没有涉及到结构参数对经网络模型等。其中针孔成像模型是目前大量采用收稿日期:2006-03-14修回日期:2006-04-11的一种成像模型,它反映的是一种理想的线性映射作者简介:王建华(1978-),女,河北承德人,博士生,主要从关系,如图1所示。其中,Oc为摄像机的光心,OcXc事火力控制、图像处理研究。
7、YcZc为摄像机坐标系,OXYZ为世界坐标系,oxy为第4期王建华等:CCD双目立体视觉测量系统的理论研究95到。(x,y),(x,y)分别为空间物点(X,Y,Z)在两CCD图像平面的投影的物理坐标。图1摄像机成像模型摄像机成像平面物理坐标系。P(X,Y,Z)为空间一图2双目立体视觉简易模型物点,p(x,y)是其在图像平面上的投影点。根据为了对系统结构参数进行分析,这里构建如图该成像模型,空间物点P(X,Y,Z)与像点之间的关2所示的
