优化双目视觉系统精度:标定、参数与实验验证

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本文深入探讨了双目视觉系统测量精度的关键问题,针对该领域的重要课题,作者肖志涛、张文寅等人在《光电工程》2014年第41卷第2期上发表了一篇论文。他们首先提出了一个全面的双目视觉系统误差分析模型,该模型旨在揭示摄像机标定精度、镜头参数以及系统结构参数如何影响系统的测量精度。 摄像机标定精度是影响双目视觉系统性能的基础,一个精确的标定能够确保影像之间的对应关系准确无误。作者强调,当标定板均匀分布在具有较大深度范围的系统视野内时,增加标定图像的数量可以显著提升系统的测量精度。这表明,通过增加数据的冗余性和准确性,可以有效减少因标定误差导致的精度损失。 镜头参数,尤其是镜头的景深,也对测量结果有直接影响。随着基线距(即两镜头中心连线的距离)的增大,在保证系统的有效视野前提下,双目视觉系统的测量精度能得到明显提升。这说明,系统设计中的物理空间布局对于精度控制至关重要。 论文还指出,相机光轴与基线的夹角在55°至70°之间时,系统的测量精度相对较高。这是因为这个角度范围内的视角变化较小,有利于减少视差效应,从而提高系统性能。然而,过小或过大的角度可能导致视差增大,影响测量精度。 本文不仅提供了理论上的分析,还通过实际实验验证了这些理论。通过优化摄像机标定、调整镜头参数和合理设计系统结构,可以有效地提升双目视觉系统的测量精度,这对于许多应用领域,如机器人导航、三维重建和精密测量等都具有重要的实践意义。这项研究对于理解和改进双目视觉技术的精度控制具有深远的影响。