基于计算机视觉和测量平差理论的相机标定

发布时间：2018-02-05 19:22

  本文关键词： 计算机应用 相机标定 测量平差理论 OpenCV 棋盘格网 结构面　出处：《吉林大学学报(工学版)》2017年03期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：以计算机视觉中顾及径向和切向畸变的针孔模型为基础,引入测量平差理论,建立了基于计算机视觉和测量平差理论的相机标定数学模型,并以液晶显示屏棋盘格网作为相机标定参照物,以Microsoft Visual Studio为开发平台,利用MFC结合OpenCV编制了相机标定软件Camera Calibration 1.0。通过对数码相机Canon 5D Marx II的标定试验及与近景摄影测量商业软件Lensphoto的对比试验,得出标定参数的精度在±1pixel内,验证了所建相机标定模型的正确性和相机标定软件Camera Calibration 1.0的可靠性,且利用所建相机标定模型实现了对标定参数的精度评定,从而克服了传统计算机视觉中只计算像点坐标重投影误差的单一精度评定方法的局限。最后,将研究成果用于长春市杨家沟采石场边坡结构面信息的勘察实践,获取了采石场边坡大量随机结构面的迹线和产状信息,为基于随机动力学的边坡稳定性评价提供了详实的基础数据。研究成果还可用于以非量测相机作为传感器的其他生产及科研工作。
[Abstract]:Based on the pinhole model which takes radial and tangential distortion into account in computer vision, the calibration mathematical model of camera based on the theory of computer vision and measurement adjustment is established by introducing the theory of measurement adjustment. The screen of liquid crystal display screen is used as the camera calibration reference, and the Microsoft Visual Studio is used as the development platform. The camera calibration software Camera Calibration 1.0 is developed by using MFC and OpenCV. The Canon 5D Marx of digital camera is analyzed by means of Canon 5D Marx. The calibration test of II and the contrast test with the commercial software Lensphoto of close-range photogrammetry. The accuracy of calibration parameters is within 卤1 pixel, which verifies the correctness of the camera calibration model and the reliability of camera calibration software Camera Calibration 1.0. The calibration model of camera is used to evaluate the accuracy of calibration parameters, which overcomes the limitation of single accuracy evaluation method in traditional computer vision, which only calculates the reprojection error of image coordinates. Finally. The research results are applied to the investigation practice of the structural plane information of the slope of Yangjiagou quarry in Changchun, and a large number of trace lines and occurrence information of the random structural plane of the quarry slope are obtained. The research results can also be used in other production and research work in which non-measurement camera is used as sensor.
【作者单位】： 吉林大学地球探测科学与技术学院;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室;吉林大学建设工程学院;北京市勘察设计研究院有限公司工程检测监测所;
【基金】：国家自然科学基金项目(41472243,41330636) 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金项目(SKLGP2013K018) 区域开发与环境响应湖北省重点实验室开放研究基金项目(2015(B)003)
【分类号】：TP391.41

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