光学学报, 2017, 37 (11): 1115006, 网络出版: 2018-09-07   

基于共线向量与平面单应性的双目相机标定方法 下载: 1038次

Binocular Camera Calibration Based on Collinear Vector and Plane Homography
作者单位
1 南京航空航天大学自动化学院, 江苏 南京 210000
2 中国科学院光电研究院, 北京 100089
3 中国科学院大学, 北京 100049
图 & 表

图 1. 双目摄像机模型

Fig. 1. Binocular camera model

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图 2. 摄像机镜头畸变模型

Fig. 2. Distortion model of camera lens

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图 3. 双目摄像机标定算法流程图

Fig. 3. Flow chart of binocular camera calibration algorithm

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图 4. 不同误差水平下的内参以及畸变误差。 (a) fx、fy误差;(b) u0、v0误差;(c) k1误差

Fig. 4. Internal parameters and distortion error at different error levels. (a) fx and fy error; (b) u0 and v0 error; (c) k1 error

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图 5. 不同误差水平下的外参误差。 (a)平移误差;(b)旋转误差

Fig. 5. External parameter error at different error levels. (a) Translation error; (b) rotation error

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图 6. 左右相机拍摄照片的重投影误差平均值

Fig. 6. Average of reprojection error of the images captured by left and right camera

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图 7. (a)双目视觉测量系统;(b)左相机拍摄靶标图;(c)右相机拍摄靶标图

Fig. 7. (a) Binocular vision measurement system; (b) target chart captured by left camera; (c) target chart captured by right camera

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图 8. 不同图片的双目标定耗时对比

Fig. 8. Comparison of consuming time in binocular calibration with different pictures

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表 1本文标定方法与张正友标定方法的实验结果对比

Table1. Comparison of the experimental results of proposed calibration method and Zhang’s calibration method

ParameterProposed calibration methodZhang’s calibration method
Left cameraRight cameraLeft cameraRight camera
fx7176.64007176.63467176.88587176.8858
fy7176.61217176.63437176.88587176.8858
u01222.98841223.50391223.50001223.5000
v01024.34671023.99861024.50001024.5000
R[1,0,0; 0,1,0; 0,0,1][0.99987,0.00293,0.01247;0.00438,0.99964,0.00962;-0.01178,-0.00765,0.9938][1,0,0; 0,1,0; 0,0,1][0.99991,0.00336,0.01242;0.00324,0.99994,0.00992;-0.01245,-0.00988,0.9998]
t[0,0,0][184.6340,0.0593,-4.2206][0,0,0][184.9330,0.0642,-4.4113]
k1-0.08324-0.09502-0.10131-0.10205

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表 2两种方法距离误差比较

Table2. Comparison of distance error between two methodsmm

MethodDistance error
EminEmaxEeq
Zhang’s calibration method0.0390.3870.113
Proposed calibration method0.0080.1350.095

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邹朋朋, 张滋黎, 王平, 汪启跃, 周维虎. 基于共线向量与平面单应性的双目相机标定方法[J]. 光学学报, 2017, 37(11): 1115006. Pengpeng Zou, Zili Zhang, Ping Wang, Qiyue Wang, Weihu Zhou. Binocular Camera Calibration Based on Collinear Vector and Plane Homography[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(11): 1115006.

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