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第３期李春艳等：一种双目立体视觉相机标定方法·５３·
表ｌ相机内参数的稳定性测试结果
表２相机外参数的稳定性测试结果外参数数值／ｍｍ外参数数值／（”）
ＡＸ。
０．１０４５７９△∞９．３６５９７
△ｙ１０．０８７６４５△∞１７．４６６９１
ＡＺ。
０．０５５６６２△ｋ２．９９７４２８
从表１和表２可看出：
①内方位元素（并。
，Ｙ。
，ｆ）的稳定性测试结果的ＲＭＳ较大，对测量精度的影响较大；
②径向畸变参数墨对测量结果的影响不显著；
③主距，的变化超过５ｐｉｘｅｌ，稳定性差，主点位置（‰，Ｙ。
）５次实验值的变化不超过１ｐｉｘｅｌ；
④外参数中３个旋转参数（△（￡．，△９，ｚｉｋ）稳定性差，而平移参数（ｚＸＸ。
，ＡＹ。
，ＡＺ。
）变化较小，即相机外参数的标定精度主要取决于３个旋转参数的精度．
２．２相机标定精度的验证
为了验证相机标定结果的有效性，将标定后得到的外方位元素和内参数代入式（６），则此时式（６）中只含有物方点坐标未知数，即可用多幅图像前方交会平差方法计算出各个物方点的坐标．
利用标定的相机结果，使用相机对不同距离处的视场内分布的２４个空间物方点进行坐标测量．将相机测得的点坐标与经纬仪工业测量系统测得的相应点坐标进行比较，统计其差值即可验算标定结果的有效性＂一，详细结果见表３．
由于经纬仪工业测量系统测得的点坐标精度优于０．０５ｍｍ，因此可将其测得的坐标视为真值，而将相机测得的坐标与经纬仪工业测量系统测得的相应点坐标之差定为测量误差．
表３不同距离处空间点坐标的测量结果
·注：ｓ。
．＝√（ａｘ）２＋（△ｙ）２＋（△ｚ）２
从表３可以看出：
①不同距离处，ｘ方向与，，方向测量精度优于Ｚ方向（即相机摄影方向）测量精度；
②随着相机测量距离的增大，测量精度会降低；
③相机测试空间点坐标的总测量误差取决于点坐标Ｚ方向的测量精度；
③相机在１．５ｍ测量距离处测量精度优于１．３３２ｍｍ，３．５ｍ钡ｌＪ量距离处测量精度优于３．８３７ｍｍ，６ｍ测量距离处测量精度优于７．１４７ｍｍ，９ｍ测量距离处测量精度优于２１．２２７ｍｍ．
２．３极线误差分析
在月球车导航控制系统中，两个相机是固定在一个定长的基线上进行工作的，在工作过程中相机的相对位置和姿态不发生变化，因此利用两相机的外参数可将相机拍摄的图像沿极线方向进行重复采样，生成消除上下视差后的极线图像∞１．
图２为左右相机拍摄的标志点原始图像，对左、右图像进行极线校正，最终可生成消除上下视差后的极线图像．比较左右极线图像中对应的同名点坐标，可得到极线校正误差曲线。
如图３所示．
图２左右相机原始图像
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一种双目立体视觉相机标定方法
作者：李春艳， 王立， 卢欣， 陈继华， 范生宏， LI Chunyan， WANG Li， LU Xin， CHEN Jihua， FAN Shenghong
作者单位：李春艳,王立,卢欣,LI Chunyan,WANG Li,LU Xin(北京控制工程研究所,北京,100190)， 陈继华,范生宏,CHEN Jihua,FAN Shenghong(郑州辰维科技有限公司,河南,450001)
刊名：
空间控制技术与应用
英文刊名：AEROSPACE CONTRD AND APPLICATION
年，卷(期)：2010，36(3)
被引用次数：0次
1.黄桂平数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用 2005
2.冯文灏近景摄影测量 2002
3.王之卓摄影测量原理 1979
4.范生宏工业数字摄影测量中人工标志研究与应用 2006
5.黄桂平.李小勇.钦桂勤数码相机内参数的实验场法标定 2005(3)
6.王保丰.唐歌实.李广云.邢帅一种月球车视觉系统的匹配算法 2008(1)
1.学位论文刘浩基于双CCD火灾火焰识别及定位系统的研究2009
随着社会经济的发展和科学技术的进步，特别是城市人口的急剧增加和城市化进程的飞速发展，大空间场所会越来越多。
由于大空间场所火灾具有传播速度快、灭火和营救都比较困难等特点，所以如何有效的进行大空间场所火灾的安全防范以及尽早发现火灾的问题就变得越来越紧迫，作为一种新型的有效的早期火灾监控技术，图像型火灾监控技术倍受人们的关注。
图像型火灾监控技术是利用双CCD作为探头，将被监测区域的图像传回计算机，通过一系列的图象处理算法，来判别是否有火灾的发生，如果有火灾发生，则触动灭火装置扑灭火焰。
火灾火焰的识别定位系统是整个火灾监控系统中的重要组成部分，它直接关系到后续的工作，因此，利用计算机双目视觉进行火灾监控系统的识别和自动定位在火灾监控系统的设计中具有重要的地位。
本文通过对火灾图像的火灾火焰红色饱和度法和平均亮度法、高斯滤波、尖角度、Tsai标定方法等算法的使用，使火灾火焰能够被识别并且能够计算出火灾火焰距离双目摄像机的距离。
通过数种算法的集成，提出了利用尖角度识别火灾火焰的方法和利用双目相机与火灾火焰的几何关系计算距离的方法。
火灾火焰的识别试验，取得了比较好的效果，识别误差较小，成功率高；火灾火焰的距离测量试验，经过多次修改和实验，误差大大减小，提高了精度。
2.学位论文林国余基于视觉的车辆几何尺寸参数测量算法研究2008
基于机器视觉的测量技术是近年来测量检测领域研究的前沿和热点之一，而立体视觉技术或称之为双目视觉技术则是机器视觉中的重要研究内容之一。
本论文以总装汽车试验场项目为背景，旨在建立一套自动化程度高、测试技术先进的车辆几何尺寸参数测量系统。
本论文在实验室系统理论研究的基础上，结合近年来新兴的立体视觉技术，提出了基于立体视觉的车辆几何尺寸参数测量系统的具体测量方案和实现方法。
该测量方案具有自动化、非接触、高精度、通用性的特点，并且具有系统功能的扩展性，除可以测量常用车辆几何尺寸参数外，还可溶入对车辆外廓形貌的三维重构。
在车辆整车尺寸参数及通过性几何参数测量领域中，目前还未见类似技术的相关应用和研究报道，因此本论文提出的测量方法具有一定的创新性，此外，本论文中所提及的一些图像测量方法，对于其他应用也有一定的推广和借鉴作用。
本文从理论和实践两方面对双目立体视觉技术在车辆几何尺寸参数测量中的应用进行了深入研究和探讨，并对常见车辆几何尺寸参数的测量方法作了具体研究和阐述，本论文的主要研究内容包括如下几点：
(1)系统研究了照相机阵列的标定方法，包括单目相机标定、双目相机标定和相机阵列的全局标定。
在基于平面模板相机标定算法的思想基础上，本论文提出了一套完整的相机标定流程，包括棋盘靶标自动定位、棋盘靶标角点的提取、相机内外参数的线性估值以及相机参数的非线性优化等。
(2)根据不同类型车辆尺寸参数的特点和定义，本论文在研究过程中将不同尺寸参数进行合理归类，使每一类中的车辆尺寸参数可以采用类似方法进行测量，并研究了各类具体测量算法以及实现流程，从而实现了总长、总高、总宽、前悬、后悬、轴距、轮距、静力半径、自由半径、接近角、离去角和纵向通过角，共12个常用车辆几何尺寸参数的测量。
(3)对三维尺寸测量系统中一项重要的扩展功能——车辆形貌的三维重构，本论文也进行了研究和探讨。
三维重构算法采用Gray编码和相位编码相结合的复合编码方式，本论文对该三维重构方法的实现原理进行探讨，并根据实际应用场合进行算法改进。
此外，为了实现大视场下多视角的联合测量
，本论文对编码标志物和三维数据配准算法也进行了研究。
本文中具有创新性的研究工作概括如下：
(1)根据不同类型车辆尺寸参数的特点和定义，本论文归纳了各种不同类型车辆几何尺寸参数在测量方法上的共通点，而且从测量流程的延续性出发，将不同尺寸参数进行合理归类，使得每一类中的车辆几何尺寸参数可以采用类似的方法进行测量。
(2)为了获取车辆轮距参数，本论文设计了一种车辆轮距测量模型，并在该模型基础上提出一种基于胎冠切点的车辆轮距测量方法，通过获取车轮胎冠的切点进而计算车辆轮距参数。
(3)本论文通过车轮中心推导出车辆轴距、静力半径和自由半径的计算公式，由此提出一种三维空间圆自动提取算法，并根据该算法定位车轮中心，进而根据所建立的模型计算公式获得车辆轴距、静力半径和自由半径参数。
(4)针对无明显特征点，缺少纹理的物体表面，本论文通过对不同投影方法的分析和比较，提出一种分别投射横竖光栅条纹形成网格光栅的测量方法，该方法不仅可以快速有效地对物体表面进行离散采样，而且可以通过多次光栅平移，提高物体表面的采样精度以及三维重构精度。
(5)为了获取物体表面完整的数据信息，实现大视场下多视角的共同测量，本论文提出一种基于距离信息的标志点编码方法，该种编码方法简单，图像处理方便，在三维配准中具有良好的效果。
(6)为了提高靶标角点的定位精度，以及大场景中摄像机标定的自动化程度，本论文针对棋盘靶标图案，提出一种棋盘靶标角点自动定位算法，该算法包括棋盘靶标区域定位算法以及亚像素角点自动定位算法，并通过试验验证了该算法的有效性。
本文链接：/Periodical_kjkzjsyyy201003010.aspx
授权使用：上海交通大学(shjtdxip)，授权号：f2d742b7-f8ee-4407-8cbe-9e5b0100bede
下载时间：2010年12月29日。