一种新的线性摄像机自标定方法.pdf

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1、第23卷第11期计算机学报Vol.23No.112000年11月CHINESEJ.C0MPUTERSNov.2000===================================================================一种新的线性摄像机自标定方法李华1D吴福朝1D2D胡占义1D1D(中国科学院自动化所模式识别国家重点实验室北京100080D2D(安徽大学人工智能研究所合肥230039D摘要提出了一种新的基于主动视觉系统的线性摄像机自定标方法.所谓基于主动视觉系统是指摄像机固定在摄像机平台

2、上以及摄像机平台的运动可以精确控制.该方法的主要特点是可以线性求解摄像机的所有5个内参数.据作者所知文献中现有的方法仅能线性求解摄像机的4个内参数.当摄像机为完全的射影模型时即当有畸变因子(skewfactorD存在时文献中的线性方法均不再适用.该方法的基本思想是控制摄像机做5组平面正交运动利用图像中的极点(epipolesD信息来线性标定摄像机.同时针对摄像机做平移运动时基本矩阵的特殊形式该文提出了求基本矩阵(fundamentalmatrixD的2点算法.与8点算法相比较2点算法大大提高了所求极点的精度和鲁棒性.另

3、外该文对临近奇异状态(即5组平面正交运动中有两组或者多组运动平面平行D作了较为详尽的分析并提出了解决临近奇异状态的策略从而增强了该文算法的实用性.模拟图像和真实图像实验表明该文的自标定方法具有较高的鲁棒性和准确性.关键词摄像机自定标主动视觉系统极点基本矩阵中图法分类号:TP391ANewLinearcameraself-calibrationTechnigue1D1D2D1DLIHuaWUFu-ChaoHUZhan-Yi1D(NctzoncLc}o1cto1yofPctte1nRecognztzon1nStztzteo

4、fAztomctzonChzneSeAccdemyofSczenceSBezjzng100080D2D(1nStztzteofA1tzfzczc1ntezgenceAnhzzUnzze1SztyHefez230039DAbstractInthispaperanewactivevisionbasedlinearcameraself-calibrationtechniGueispro-posed.Byanactivevisionsystemthecameraisrigidlymountedonacameraplatform

5、andtheplatformcanbecontrolledtoundergoprecisemotions.Thenoveltyofthisnewcalibrationtech-niGueisthatitcandeterminelinearlyallthefiveintrinsicparametersofthecamera.ToourknowledgetechniGuesreportedintheliteratureuptonowcancopewithlinearlyonlyfourofthefiveparameters

6、.Inotherwordswhenthecameraisofacompleteproiectivemodeli.e.whentheskewfactorisnon-ZerosuchtechniGuesbecomeinvalid.Thebasicprincipleofthenewcali-brationtechniGueistocontrolthecameratoundergoatleastfivesetsoforthogonalplanarmo-tionsthenthecamera,sintrinsicparameter

7、scanbelinearlydeterminedviaepipoles.Inadditionsincethefundamentalmatrixmustbeofananti-symmetriconeifthecamera,smotionbetweenthetwoimagesisapuretranslationa2-pointalgorithmratherthanthetraditional8-pointalgo-rithmisusedtodeterminethefundamentalmatrix.The2-pointal

8、gorithmisprovedtobeagreatcontributortothesubstantialincreasesoftherobustnessandaccuracyofthefinalcalibrationre-收稿日期:1999-12-28;修改稿收到日期:2000-05-31.本课题得到国家八六三高技术研究发展计划(