基于分离参数标定的鱼眼镜头成像模型研究.pdf

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1、第26卷第7期传感技术学报V0l_26No．7CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2013年7月Ju1．2013ResearchonFisheyeLensImagingModelBasedontheSeparatedParametersCalibrationZHUJunchao，GELei，HANFangfang，LIUNa，ZHANGBaoreng(TianfinKeyLaboratoryforControlTheoryandApplicationsinComplicatedln

2、d~try￡e，m，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：Withlargefieldofview，fisheyeimageshaveseriousdistortioninapplication．Toexploretheimagingprinciplesoffisheye，aresearchonfisheyelensimagingmodelbasedontheseparatedparameterscalibrationwaspropos

3、ed．Physicalparameterswerecalibratedseparately．Designingtargets，theradialandtangentialdistortioncoeficientswerefittedout．Therebythefisheyelensimagingmodelwasobtained．Comparingtheobjectpointcalculatedbytheimagingmodelwithitstruelocation，theaverageerrorofincident

4、angleis0．0115andtheaverageerrorofoffsetangleis0．0194．Thusthisimagingmodelbasedontheseparatedparameterscalibrationcanpreferablyreflecttheimagingprinciplesoffisheye，andlaythefoundationforfurtherapplicationsoffisheyelenses．Keywords：omni-directionalvision；fisheyei

5、magingmodel；separatedparameterscalibration；distortionfitEEACC：7230Gdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．07．016基于分离参数标定的鱼眼镜头成像模型研究术朱均超，葛磊，韩芳芳，刘娜，张宝峰(天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津300384)摘要：鱼眼图像具有大视场角，但在应用方面存在严重畸变，为了探索鱼眼镜头的成像规律，本文提出一种基于分离参数标定的鱼眼镜头成像模型研究方法。对相机的物理参数进行分

6、离标定，设计靶标，拟合径向、切向畸变系数，从而得到鱼眼镜头成像模型。比较由成像模型反推出的物点与真实物点的位置，实验结果表明，经本文提出的成像模型得到的成像点与真实物点的入射角和偏移角的误差均值分别为0．0115和0．0194。采用基于分离参数标定的鱼眼镜头成像模型研究方法可以较好地反映鱼眼镜头的成像规律，为更广泛地应用鱼眼镜头奠定基础。关键词：球视觉；鱼眼成像模型；分离参数标定；畸变拟合中图分类号：TP391．41文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)07—0975—06随着计算机视觉的不断发展，

7、常规镜头因为视场角的有限，在许多应用领域受到了限制；而鱼眼镜头是一种短焦距镜头，可以获得超大的视场角，可达到185度甚至270度的视场角¨，因而在在全方位视觉、机器人导航、虚拟现实及视觉监控等领域中有一着重要的实用意义J。但鱼眼镜头应用的难点在于，鱼眼镜头的成像原理与普通光学镜有很大区别，图1鱼眼镜头及鱼眼图像成像规律不满足针孔成像模型，常规镜头射线投影目前，国内外学者已提出了一些鱼眼镜头成像定理并不适用J。且鱼眼镜头实现大场景范围的模型。英向华等提出了球面透视投影模型；徐刚图像采集时，图像将带有较严重畸变，如图1

8、所示。强等提出了基于抛物面的投影成像模型；张琨因此，本文对鱼眼镜头的成像模型进行研究，探索鱼等_2通过分割圆的方法进行球面经度定位来模拟眼镜头成像规律及标定方法，以便更好地将鱼眼镜鱼眼镜头成像模型。本文采用物理参数分离标定的头应用于其他方面。方法对鱼眼镜头成像模型的关键参数进行标定，进项目来源：国家自然科学基金项目(61172185)；天津市高等学校科技发展