异源非共轴测量相机的标定和配准技术研究
发布时间：2021-01-13 07:09
异源非共轴摄远成像测量相机包括可见光相机和近红外相机,两个相机共用卡塞格林反射式光学系统。该测量相机用来完成激光照射器照射精度立靶成像测量。可见光相机用来拍摄运动的靶,近红外相机用来拍摄照射激光。该测量系统的卡式光学系统存在较大像差和两个相机非共轴的问题。本文提出异源非共轴测量相机的标定和配准技术解决此问题,本文的主要研究工作如下:（1）建立异源非共轴测量相机成像模型,确定其畸变类型,根据张正友相机标定方法,由于测量相机的摄远成像特性,忽略透视误差的影响,相机内参数中扭曲因子为零,提出一种摄远成像系统的相机标定方法;建立相机参数求解模型,解算获得两个相机的内参数、外参数及畸变参数,从而完成图像的光学畸变校正。（2）分析两个相机成像面的坐标变换关系,建立异源非共轴测量相机配准模型,根据图像特征点的映射关系,提出异源非共轴相机的配准方法;通过正规方程组法求解近红外相机和可见光相机的配准矩阵。（3）研究星点质心和十字中心的高精度检测方法。根据摄远成像原理分别推导可见光相机和近红外相机平行光管模拟有限成像距离的目标计算法。分别使用星点板和网格板进行相机标定和配准实验。实验结果表明:可见光相机标...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图26张正友标定方法模型
长春理工大学硕士学位论文相机坐标系( x, y) 和( x, y) 对于径向畸变的处理方法是采用泰勒级数展开用像素坐标表示为2 2 2 2 20 012 2 2 2 20 02( )( ) ( )( )( )( ) ( )( )u u x y u u x yk u uv v x y v v x yk v v + + = + + （2-3一般只考虑径向畸变参数的前两项，，记为Dk =d，则1( )T Tk D D D d =，给定n像，每个图像获取m个点坐标，得到2mn个方程，利用最小二乘法求解这个方程果求解了畸变参数1k 和2k ，用式（2-29）继续参与优化，直到得到一个满意的解选取短焦距大视场的相机拍摄棋盘格图像，图像分辨率为640 × 480，用上述方行实验，所用图像提取角点坐标如图 2.7，标定后的图像如图 2.8，每一幅图像的影误差及每一点的重投影误差结果如图 2.9。
相机坐标系( x, y) 和( x, y)对于径向畸变的处理方法是采用泰勒级数展开用像素坐标表示为2 2 2 2 20 012 2 2 2 20 02( )( ) ( )( )( )( ) ( )( )u u x y u u x yk u uv v x y v v x yk v v + + = + + （2-3一般只考虑径向畸变参数的前两项，，记为Dk =d，则1( )T Tk D D D d =，给定n像，每个图像获取m个点坐标，得到2mn个方程，利用最小二乘法求解这个方程果求解了畸变参数1k 和2k ，用式（2-29）继续参与优化，直到得到一个满意的解选取短焦距大视场的相机拍摄棋盘格图像，图像分辨率为640 × 480，用上述方行实验，所用图像提取角点坐标如图 2.7，标定后的图像如图 2.8，每一幅图像的影误差及每一点的重投影误差结果如图 2.9。图 2.7 棋盘格图像角点提取
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于径向尺寸约束的CCD摄像机的标定实现[J]. 晋宏炎,鞠晓君. 自动化技术与应用. 2017(04)
[2]基于多视图像的摄像机自标定方法[J]. 唐秋虎,张志毅. 计算机工程与科学. 2017(04)
[3]基于OpenCV的红外与可见光图像实时融合系统[J]. 任贵文,贺行政,康荣学,李旭明. 单片机与嵌入式系统应用. 2017(04)
[4]基于火箭橇的激光导引头抗干扰试验方法研究[J]. 韦卓,杨卫华,姚德龙,孙浩. 激光与红外. 2017(02)
[5]红外与可见光双摄像机标定方法研究[J]. 胡广胜,王青,单清群. 科技创新与应用. 2017(04)
[6]激光照射器立靶测试中靶板识别方法[J]. 张茂桢,景文博,刘学,王晓曼,毛须伟,李媛媛. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]基于双目立体视觉的目标测距系统[J]. 沈彤,刘文波,王京. 电子测量技术. 2015(04)
[8]Smoothing methods based on coordinate transformation in a linear space and application in airfoil aerodynamic design optimization[J]. WANG Chao,GAO Zheng Hong,HUANG Jiang Tao,ZHAO Ke,LI Jing. Science China（Technological Sciences）. 2015(02)
[9]基于特征点的红外与可见光图像配准研究[J]. 彭逸月,何伟基,顾国华,刘晖,张连东,陈钱. 激光与红外. 2012(06)
[10]半主动激光精确末制导武器的发展现状与趋势[J]. 庄昕宇,陈兆兵. 舰船电子工程. 2011(06)
博士论文
[1]基于多传感器图像融合系统的配准技术研究[D]. 李英杰.南京理工大学 2016
[2]基于红外与可见光双波段图像的立体视觉关键技术研究[D]. 佟颖.天津大学 2016
[3]大视场多光谱相机图像拼接与融合技术研究[D]. 李新娥.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]基于运动目标检测的红外—可见光图像配准[D]. 甘健飞.南昌航空大学 2018
[2]基于复合特征的异源图像配准算法研究[D]. 杨琪.电子科技大学 2018
[3]基于三目立体视觉系统的大视场标定及优化方法研究[D]. 范宇琪.哈尔滨理工大学 2017
[4]基于双目立体视觉系统的深度信息提取研究[D]. 陈纪友.暨南大学 2016
[5]基于正交学习差分进化算法的遥感图像配准方法研究[D]. 范霞妃.西安电子科技大学 2014
[6]摄像机标定方法的研究[D]. 舒娜.南京理工大学 2014
[7]基于改进多尺度分析的红外与可见光图像融合方法研究[D]. 吴雪.南京理工大学 2014
[8]基于特征点提取的图像配准技术及应用[D]. 姚宇.国防科学技术大学 2010
本文编号：2974444
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图26张正友标定方法模型
长春理工大学硕士学位论文相机坐标系( x, y) 和( x, y) 对于径向畸变的处理方法是采用泰勒级数展开用像素坐标表示为2 2 2 2 20 012 2 2 2 20 02( )( ) ( )( )( )( ) ( )( )u u x y u u x yk u uv v x y v v x yk v v + + = + + （2-3一般只考虑径向畸变参数的前两项，，记为Dk =d，则1( )T Tk D D D d =，给定n像，每个图像获取m个点坐标，得到2mn个方程，利用最小二乘法求解这个方程果求解了畸变参数1k 和2k ，用式（2-29）继续参与优化，直到得到一个满意的解选取短焦距大视场的相机拍摄棋盘格图像，图像分辨率为640 × 480，用上述方行实验，所用图像提取角点坐标如图 2.7，标定后的图像如图 2.8，每一幅图像的影误差及每一点的重投影误差结果如图 2.9。
相机坐标系( x, y) 和( x, y)对于径向畸变的处理方法是采用泰勒级数展开用像素坐标表示为2 2 2 2 20 012 2 2 2 20 02( )( ) ( )( )( )( ) ( )( )u u x y u u x yk u uv v x y v v x yk v v + + = + + （2-3一般只考虑径向畸变参数的前两项，，记为Dk =d，则1( )T Tk D D D d =，给定n像，每个图像获取m个点坐标，得到2mn个方程，利用最小二乘法求解这个方程果求解了畸变参数1k 和2k ，用式（2-29）继续参与优化，直到得到一个满意的解选取短焦距大视场的相机拍摄棋盘格图像，图像分辨率为640 × 480，用上述方行实验，所用图像提取角点坐标如图 2.7，标定后的图像如图 2.8，每一幅图像的影误差及每一点的重投影误差结果如图 2.9。图 2.7 棋盘格图像角点提取
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于径向尺寸约束的CCD摄像机的标定实现[J]. 晋宏炎,鞠晓君. 自动化技术与应用. 2017(04)
[2]基于多视图像的摄像机自标定方法[J]. 唐秋虎,张志毅. 计算机工程与科学. 2017(04)
[3]基于OpenCV的红外与可见光图像实时融合系统[J]. 任贵文,贺行政,康荣学,李旭明. 单片机与嵌入式系统应用. 2017(04)
[4]基于火箭橇的激光导引头抗干扰试验方法研究[J]. 韦卓,杨卫华,姚德龙,孙浩. 激光与红外. 2017(02)
[5]红外与可见光双摄像机标定方法研究[J]. 胡广胜,王青,单清群. 科技创新与应用. 2017(04)
[6]激光照射器立靶测试中靶板识别方法[J]. 张茂桢,景文博,刘学,王晓曼,毛须伟,李媛媛. 长春理工大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]基于双目立体视觉的目标测距系统[J]. 沈彤,刘文波,王京. 电子测量技术. 2015(04)
[8]Smoothing methods based on coordinate transformation in a linear space and application in airfoil aerodynamic design optimization[J]. WANG Chao,GAO Zheng Hong,HUANG Jiang Tao,ZHAO Ke,LI Jing. Science China（Technological Sciences）. 2015(02)
[9]基于特征点的红外与可见光图像配准研究[J]. 彭逸月,何伟基,顾国华,刘晖,张连东,陈钱. 激光与红外. 2012(06)
[10]半主动激光精确末制导武器的发展现状与趋势[J]. 庄昕宇,陈兆兵. 舰船电子工程. 2011(06)
博士论文
[1]基于多传感器图像融合系统的配准技术研究[D]. 李英杰.南京理工大学 2016
[2]基于红外与可见光双波段图像的立体视觉关键技术研究[D]. 佟颖.天津大学 2016
[3]大视场多光谱相机图像拼接与融合技术研究[D]. 李新娥.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
硕士论文
[1]基于运动目标检测的红外—可见光图像配准[D]. 甘健飞.南昌航空大学 2018
[2]基于复合特征的异源图像配准算法研究[D]. 杨琪.电子科技大学 2018
[3]基于三目立体视觉系统的大视场标定及优化方法研究[D]. 范宇琪.哈尔滨理工大学 2017
[4]基于双目立体视觉系统的深度信息提取研究[D]. 陈纪友.暨南大学 2016
[5]基于正交学习差分进化算法的遥感图像配准方法研究[D]. 范霞妃.西安电子科技大学 2014
[6]摄像机标定方法的研究[D]. 舒娜.南京理工大学 2014
[7]基于改进多尺度分析的红外与可见光图像融合方法研究[D]. 吴雪.南京理工大学 2014
[8]基于特征点提取的图像配准技术及应用[D]. 姚宇.国防科学技术大学 2010
本文编号：2974444
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