基于2D圓點(diǎn)陣列的攝像機(jī)精確標(biāo)定

摘 要:針對(duì)電腦鍵盤自動(dòng)組裝生產(chǎn)線研制過程中的攝像機(jī)標(biāo)定問題，提出一種新的攝像機(jī)精確標(biāo)定方法。該方法選用2D圓點(diǎn)陣列作為靶標(biāo)，首先在不考慮攝像機(jī)鏡頭畸變的情況下，利用改進(jìn)的Matlab標(biāo)定工具箱估計(jì)出攝像機(jī)參數(shù)的初始值;然后考慮攝像機(jī)的鏡頭畸變，利用改進(jìn)遺傳算法實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)參數(shù)的精確求解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法是有效可行的。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)視覺攝像機(jī)標(biāo)定圓點(diǎn)陣列靶標(biāo)遺傳優(yōu)化

中圖分類號(hào):TP24，TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)09(c)-0018-04

Abstract:Aiming at improving performance of the vision system for keyboard assembly，a new accurate camera calibration method is proposed.2D circle array is used to extract feature points for calibration.Lens distortion is neglected，and modified camera calibration toolbox for Matlab is adopted to compute camera parameters.Those parameters are taken as initials，and camera model with lens distortion is resolved by improved genetic algorithm(GA).Consequently，camera parameters with higher accuracy are obtained.Experiment results indicate the proposed method is feasible.

Key words:computer vision;camera calibration;circle array target;genetic optimization

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，采用圖像傳感器的視覺技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)過程中。為從圖像傳感器獲取的二維信息得到與其相對(duì)應(yīng)的三維空間信息，則須確定圖像傳感器成像的幾何模型。而確定圖像傳感器的幾何模型的過程即是所謂的攝像機(jī)標(biāo)定[1-3]。目前，攝像機(jī)標(biāo)定大致可分為傳統(tǒng)標(biāo)定法、自標(biāo)定法和基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定法等三大類[2]。這些標(biāo)定方法采用的數(shù)據(jù)處理技術(shù)可歸結(jié)為線性變換、非線性優(yōu)化和混合優(yōu)化等三種。其中，混合優(yōu)化方案兼顧了線性變換的快速性和非線性優(yōu)化的準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)，是近年來較為成功的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)。本文基于混合優(yōu)化思想，選用二維圓陣列作為靶標(biāo)，提出一種基于改進(jìn)GA的快速而準(zhǔn)確的攝像機(jī)標(biāo)定方法。該方法既能保證標(biāo)定的精確性，又具有特征點(diǎn)提取快速、非線性優(yōu)化過程簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

1 攝像機(jī)模型