大场景下多目立体视觉标定方法的研究.docx

1、图形图像文章编号.1007-1423(2017)15-0033-06DOI：10. 3969/j. issn. 1007-1423. 2017. 15. 008大场景下多目立体视觉标定方法的研究楚圣辉，张慧萌，陈硕，孟浩，刘国忠(北京信息科技大学，北京100192)摘要：相机的标定是机器视觉中三维重建的关键步骤其楙度也决定三维重建的准備性，为了解决三维眾建信息不完整和 大视场标定，提岀一种多目相机标定的方法。它区别于传统双目相机标定,能够应用于较大视场下,并且通过多个视 角，提供比较全面的三维信息。采用张正友标定算法，利用黑白相间棋盘格作为标定靶标，首先通过在四个方向的四 台相机对场景中靶标进

2、行拍摄，求出每个相机的内外参数，然后通过相机之间的矩阵关系和LM优化算法统一相机 坐标系，完成多口相机系统的标定,这种方法能够适用于大场景中，获得完整的三维信息。最后通过实验，给出实验 数据验证此方法的正确性,并提出相机位垃与标定精度的关系，此方法可应席于电力培训的人体动作捕捉系统等大 视场立体视觉的系统标定中，为电力培训方法提供新思路。关键词：大场景；多目标定；张正友标定算法；棋盘格0引言近年来，人体运动捕捉技术已越来越成熟，被应 用在影视制作、智能监控、游戏制作、运动分析等领 域。电力安全生产涉及到职工的生命安全， 也影响电 力系统安全、稳定的运行。由于电力系统的特殊性，对 工作人员的要求

3、也越来越高，现场的电力培训虽然效 果良好，但由于设备带电运行，存在很多危险性和不确 定性，在现场进行人员培训具有非常大的局性.动作捕 捉技术可以通过识别操作人员的位置和动作，模拟真 实的操作环境，并且记录操作流畅，可以使操作更加规 范化。相机的标定是动作捕捉系统的关键，在识别人体 动作的过程中， 为了礎定相机拍摄图像和实际空间之 间的关系，必须要建立相机成像的几何模型,这个模型 的参数就是相机的内外参数，标定的过程就是确定这 些参数的过程叫相机的标定可以分为三类:传统标定叭自标定和 主动视觉标定法，张正友标定法叫是介于传统标定方 法和自标定方法之间，使用黑白相间的棋盘格作为标 定物。传统棋盘格

4、标定法采用两台相机同时对靶标进 行拍摄视场范围相对较小，无法对空间中完整的人休 活动进行捕捉而且两台相机从不同角度拍摄,对部分 三维信息造成丢失,重建结果不够完整本文使用张正友标定法进行相机的标定，首先运 用张正友标定法对四个相机依次进行标定，求出每个 相机的内外参数，然后通过矩阵旋转关系和LM优化 算法，统一四个相机的坐标系完成多冃相机系统的标 定，可适用于较大场景中，建立比较完整的三维信息， 并应用于电力培训的人体动态捕捉中。1相机成像模型在计算机视觉中,为了获得空间中点的位置,需要 通过空间中物体点与相机平面及图像上的点对进行描 述。为了方便描述，需要定义几种坐标系：图像物理坐 标系，图像像素坐标系，相机坐标系，世界坐标系叫如图1,以图像左上角为原点建立像素为单位 的图像像素坐标系u-v,(u,v)代表像素的行和列，x-y表示图像物理坐标系,(, % )代表原点Q ,现代计算机2017.05下