基于正方形模板的摄像机自标定新方法研究

"基于正方形模板的摄像机自标定新方法" 本文提出了一种基于正方形模板的摄像机自标定新方法，利用正方形模板的两组相互正交方向的消失点来计算正方形平行边与对角线方向的消失点，从而线性地求解出摄像机所有的内部参数。该方法只需拍摄三个不同方向的正方形模板图像，利用消失点与光心的连线平行于该组平行直线的特性，避免了图像匹配问题和边缘检测所带来的误差。 摄像机标定是计算机视觉中的一个基本问题，是利用物体的二维图像获取三维信息的关键步骤，主要是获得摄像机几何参数和光学参数（内部参数）以及摄像机相对于世界坐标系的空间位置、方向关系（外部参数）的过程。 本文中提出的方法基于射影几何中的调和共轭特性，并结合消失点对摄像机内参数的约束，给出了基于正方形模板的摄像机自标定方法。该方法由于充分利用了正方形对角线相互垂直的性质，根据一副图片便可以得到两组相互正交的消失点连线，所以只要拍摄三幅图像就可以线性求取全部内参数。 与其他方法相比，该方法对摄像机运动没有什么要求，也无需知道正方形的任何几何信息。由于不涉及图像匹配问题，避免边缘检测和直线拟合所带来的误差，因此该方法计算精度比较高。 本文的方法可以广泛应用于计算机视觉、机器人视觉、虚拟现实等领域，具有广阔的应用前景。 知识点： 1. 摄像机标定：是计算机视觉中的一个基本问题，是利用物体的二维图像获取三维信息的关键步骤，主要是获得摄像机几何参数和光学参数（内部参数）以及摄像机相对于世界坐标系的空间位置、方向关系（外部参数）的过程。 2. 消失点：是射影几何中一个非常重要的特征，广泛应用于摄像机标定，利用消失点可以计算摄像机的内部参数。 3. 基于正方形模板的摄像机自标定方法：利用正方形模板的两组相互正交方向的消失点来计算正方形平行边与对角线方向的消失点，从而线性地求解出摄像机所有的内部参数。 4. 射影几何：是研究空间几何学和投影几何学的数学分支，广泛应用于计算机视觉、机器人视觉、虚拟现实等领域。 5. 调和共轭特性：是射影几何中的一个重要特征，广泛应用于摄像机标定和计算机视觉领域。 6. 内部参数：是指摄像机的几何参数和光学参数，包括焦距、视野角、像素尺寸、畸变系数等。 7. 外部参数：是指摄像机相对于世界坐标系的空间位置和方向关系，包括旋转矩阵、平移矩阵等。 8. 图像匹配问题：是计算机视觉中的一个基本问题，是指将两幅或多幅图像中的对应点对齐，以便获取三维信息。 9. 边缘检测：是计算机视觉中的一个基本步骤，是指检测图像中的边缘信息，以便获取图像的几何信息。 10. 直线拟合：是计算机视觉中的一个基本步骤，是指根据图像中的边缘信息拟合出直线，以便获取图像的几何信息。