文獻綜述(同名13702)(編輯修改稿)
2025-07-26 14:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 系與二維圖像像素坐標系之間的變換關系，其中非線性的方程包含了相機模型的內(nèi)外參數(shù)。在不考慮相機鏡頭畸變等分線性的約束條件的情況下，同時把透視變換矩陣中的元素當作未知數(shù)，可以運用一組三維空間點和圖像對應點的對應信息來線性的求解矩陣中的元素的值。（3）Tsai兩步法Tsai 提出的兩步法是基于徑向一致約束的方法，求解參數(shù)分為兩步，根據(jù)徑向一致約束條件，可以先求解出一部分相機成像模型的參數(shù)，再通過非線性優(yōu)化步驟得到相機模型其他參數(shù)的值。這種方法在工業(yè)視覺系統(tǒng)中運用比較多，徑向一致約束法這種方法獲得的標定結(jié)果精度比較高，使用與需要精密測量的場合。徑向一致約束法求解相機模型參數(shù)的過程中大部分方程式線性方程，降低了求解參數(shù)的復雜度，標定過程速度快、準確。但不適合普通的標定場景，因其需要高精度的標定設備作為代價。（4）張正友標定法張正友在1998年提出了一種比較簡單靈活的方法，該方法是介于傳統(tǒng)方法和自標定方法之間的一種方法，該方法假定平面標定板置于其所在的世界坐標系Zw=0的平面上，其通過線性成像模型來求得相機參數(shù)的初值，然后基于非線性成像模型給出考慮了非線性畸變的目標函數(shù)，然后使用非線性最優(yōu)化的方法來獲得相機參數(shù)的最優(yōu)解。這種標定方法具有較好的魯棒性、實用性和較高的精度，避免了傳統(tǒng)方法需要高精度設備的要求。不足之處在于線性估計相機參數(shù)初值是采用的是整幅圖像的像點，不能為非線性求解過程提供一個較理想的初始值。相機自標定法標定相機僅需要用到相機運動過程中多幅環(huán)境圖像之間的對應關系，并不需要特定的標定參照物。相對于傳統(tǒng)的相機標定方法，其算法不足之處在于魯棒性較差，但由于標定過程不需要標定參照物，所以算法更加的靈活，對于未知場景和相機運動任意的情況下也可以對相機進行標定。目前已而言，有基于Kruppa方程的自標定方法和基于二次曲面的自標定發(fā)，還有分層逐步標定法等自標定方法。（1）基于Kruppa方程的自標定方法Faugeras等對射影幾何的研究證明了每兩幅圖像間存在兩個形如Kruppa方程的二次約束，內(nèi)部參數(shù)可以通過求解Kruppa方程組來確定。基于Kruppa 方程的自標定方法標定相機的過程僅需要建立兩幅圖像之間的方程，對圖像序列的攝影重建過程并不考慮。如果圖像序列較長，且所有圖像相對于確定的射影空間的無窮遠平面一致性無法保證，標定算法的穩(wěn)定性會受到影響。 （2）基于二次曲面的自標定法將絕對二次曲面引入相機標定的過程中，從本質(zhì)上來說，其與基于Kruppa方程的標定方法是一直的概念，最先是由 Triggs提出來的。都是根據(jù)歐式變換下的絕對二次曲線的不變性質(zhì)來進行的。相對于基于Kruppa方程的自標定方法，基于絕對二次曲面的自標定法不僅包含了二次曲線的信息，還包含了無窮遠平面的信息。標定方法計算二次曲面之前先對圖像做了射影重建，因此對所有圖像的無窮遠平面的一致性就得到了保證，所以基于二次曲面的自標定法更加的穩(wěn)定。（3）分層逐步標定分層逐步標定法做相機標定之前，與基于二次曲面的自標定法一樣要對圖像序列做射影重建步驟，在重建圖像序列的基礎上接著進行放射標定和歐式標定。通過將所有圖像與其中一幅圖像做攝影對齊，減少了未知數(shù)的個數(shù)，應用非線性優(yōu)化算法將所有的未知數(shù)同時求出。優(yōu)化算法的收斂性不確定是這類標定方法的一個缺點，因為優(yōu)化初始值只能估計，同時重建圖像序列的射影對齊的參考圖像是不確定的，不同的參考圖像會使得相機參數(shù)標定結(jié)果不一樣。（4）基于主動視覺的相機標定法：基于主動視覺的相機標定方法是在已知相機的某些運動信息的情況下進行標定相機的，這些信息有定性的和定量的，由于知道了一些相機的運動信息，基于主動視覺的相機標定方法求解相機的參數(shù)是線性的，所以算法具有較高的魯棒性?；谥鲃右曈X的相機標定法中的相機可以知道其精確的運動信息，通過控制相機運動的控制平臺控制相機運動拍攝多幅圖像，相機的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)可以通過圖像信息和相機
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