有关Matlab标定工具箱在摄像机定标中的应用毕业论文写作资料-论文写作网

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摘要：简述了Matlab标定工具箱以及摄像机定标的概念、原理和意义,给出了摄像机定标中所用的三种坐标系以及它们之间的关系,推导出摄像机参数标定算法公式,在此基础上,利用Matlab标定工具箱仿真了棋盘网格的角点标定算法,并给出了仿真结果以及误差分析,得出了Matlab标定工具箱在摄像机定标方面运用的有效性及算法的正确性.

关键词：摄像机；定标；角点；坐标系

中图分类号：TP391 文献标志码：A

在图像测量过程以及机器视觉应用中,常常会涉及到这样一个概念,那就是利用摄像机所拍摄到的图像来还原空间中的物体.从摄像机获取的图像信息出发计算三维空间中物体的几何信息,并由此重建和识别物体,而空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系是由摄像机成像的几何模型决定的,这些几何模型参数就是摄像机参数.在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到,这一过程被称为摄像机定标.

1 Matlab简述

Matlab作为Math Works公司推出的一种以矩阵运算为基本编程单位的高效数值运算语言,不仅具有强大的运算功能,而且用户还可以利用它的脚本语言编制程序,或者使用其提供的C++或者C的数学库、图形库进行编程,极大地方便了用户对科学运算的需求.

本文所用工具箱为Matlab的功能型工具箱,主要用来扩充Matlab的数值计算、符号运算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交互功能,采用Matlab实现一种简便的摄像机标定算法,给出仿真结果,并对误差进行分析.

2摄像机定标

在大多数条件下,摄像机参数必须通过实验与计算才能得到,这一过程就是摄像机定标（或称为标定）.标定过程就是确定摄像机的几何和光学参数、摄像机相对于世界坐标系的方位.本文摄像机定标的基本原理为

由于摄像机有5个未知参数,当所摄取得图像数目大于等于3时,就可以线性唯一求解K.

3利用Matlab标定工具箱对摄像机参数进行标定

Matlab标定工具箱可在Windows,Linux和U-nix系统下的Matlab 5.x,Matlab 6.x和Matlab 7.x版本下使用,而且不需要任何特定的Matlab工具箱.运行Matlab,可将TOOLBOX_calib文件夹添加到Matlab path环境中.运行Matlab,可标定主函数calib_gui(或calib).如果屏幕上出现模式界面,将选择运行标准模式,当遇到OUT OF MEMORY错误时,可以选用内存节省模式.两种模式的操作完全可以兼容（输入与输出）,也可以进行内部转换.如果点击屏幕上方的Standard界面按钮,将出现工具箱的标定主窗口（取代模式选择窗口）,这样就可以使用工具箱进行标定.本文将进行一个基于20（或25）张平面西洋跳棋盘图片的全面的标定,装入标定图片,提取图像角点,运行主标定程序,显示结果,控制精度,添加或减少图片,纠正图片畸变,以不同格式输出标定数据,选择Readimages,读人摄像机不同角度拍摄的20张图片,选取Extract grid corners进行角点提取,直到20张图片全部完成,然后选择Calibration进行标定,结果为

通过show extrinsic可以显示摄像机图片的位置关系,可以通过Analyse error进行误差分析.

4结论

根据试验结果,此方法容易实施,界面友好,便于交互,操作简单,设置灵活,不需要很复杂的设备,大大减少了标定的时间,是一种十分方便的方法.同时本方法还有很大的改进空间,具有更高的精确度和鲁棒性.平面标定方法是介于传统标定方法和自标定方法之间的一种方法,它既避免了传统方法设备要求高、操作繁琐等缺点,且精度高.