摘 要：攝像機(jī)標(biāo)定的目的是確定攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系與物體空間中的三維參考坐標(biāo)系之間的對應(yīng)關(guān)系。研究非線性模型下攝像機(jī)標(biāo)定兩步法的算法實(shí)現(xiàn)，并提出用兩步法在進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)時(shí)對于算法初步進(jìn)行的改進(jìn)。即對于未標(biāo)定圖像在算法初步設(shè)定畸變系數(shù)初值來校正標(biāo)定實(shí)驗(yàn)所提取的角點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定攝像機(jī)參數(shù)并進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)表明可以降低重投影誤差，使算法精度進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：非線性模型;攝像機(jī)標(biāo)定;畸變系數(shù)；兩步法

Research of Camera Calibration Technology Based on Nonlinear Model

XU JING

(College of Information Control，Xi′an University of Architecture Technology，Xi′an，710055，China

Abstract：The aim of camera calibration is to confirm the homologous relations between image reference frame and three-dimensional reference frame.In this paper，a two-stages camera calibration method based on the nonlinear model is researched，and an improved Two-stages method is proposed for predicting corner locations.Both computer simulation and real data have been used to test the proposed technique and to get camera′s parameter.The results show the proposed method is more accurate. 

eywords：nonlinear model；camera calibration；distortion coefficient；two-stages camera calibration

1 引 言

攝像機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域里從二維圖像獲取三維信息的一個(gè)基本步驟。被廣泛應(yīng)用于三維重建、視覺導(dǎo)航、監(jiān)控等領(lǐng)域。攝像機(jī)標(biāo)定的目的是確定攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系與物體空間中的三維參考坐標(biāo)系之間的對應(yīng)關(guān)系^［1］。只有當(dāng)攝像機(jī)被正確的標(biāo)定以后，才能根據(jù)圖像平面中的二維坐標(biāo)推導(dǎo)出對應(yīng)物體在三維空間中的實(shí)際位置。

現(xiàn)有的攝像機(jī)標(biāo)定按是否需要參照標(biāo)定物，大體可以分為2類^［2］：傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法和攝像機(jī)自標(biāo)定方法。傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法分為4類，即利用最優(yōu)化算法的標(biāo)定方法，利用攝像機(jī)變換矩陣的標(biāo)定方法，進(jìn)一步考慮畸變補(bǔ)償?shù)膬刹椒ê碗p平面標(biāo)定方法。

2 非線性模型

所謂攝像機(jī)的非線性模型，是指成像過程不服從小孔成像模型。線性模型為小孔成像模型，不能準(zhǔn)確地描述成像幾何關(guān)系，在遠(yuǎn)離圖像中心處會(huì)有較大的畸變，使得所量測得像點(diǎn)坐標(biāo)產(chǎn)生誤差。攝像機(jī)的非線性模型可使用下述公式來描述：