光学学报, 2020, 40 (14): 1415002, 网络出版: 2020-07-23   

用于聚焦型光场相机标定的棋盘角点检测算法 下载: 1153次

Checkerboard Corner Detection Algorithm for Calibration of Focused Plenoptic Camera
作者单位
1 海军航空大学, 山东 烟台 264001
2 国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
3 国防科技大学计算机学院, 湖南 长沙 410073
图 & 表

图 1. 相机成像模型。 (a)主透镜成像示意图; (b)微透镜成像示意图

Fig. 1. Camera imaging model. (a) Imaging diagram of main lens; (b) imaging diagram of micro-lenses

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图 2. 角点检测结果。(a)初始角点检测结果; (b)去除微透镜边缘角点后的结果; (c) RANSAC算法拟合后的候选角点;(d)优化后的投影角点

Fig. 2. Corner detection results. (a) Initial corner detection result; (b) result after removal of corners on edges of micro-lenses; (c) candidate corners fitted by RANSAC algorithm; (d) projected corners after optimization

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图 3. 角点检测结果示例。(a)含有噪声的情况下; (b)图像含有较大镜头畸变的情况;(c)同一微透镜图像中存在多个角点的情况; (d)漏检的情况

Fig. 3. Examples of corner detection results. (a) Case with image noise; (b) case with image suffering from large lens distortion; (c) case with multiple corners in one micro-image; (d) case with missed detection

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图 4. 仿真标定图像示例

Fig. 4. Examples of images used in simulated calibration

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图 5. 测距实验装置及原理示意。(a)实验平台;(b)相对距离

Fig. 5. Experimental device and principle diagram of distance measurement. (a) Experiment platform; (b) relative distance

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图 6. 角点重建结果。(a)本文结果;(b)参考文献[ 17]的结果

Fig. 6. Reconstruction results of corners. (a) Our result; (b) result from Ref. [17]

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表 1多焦距聚焦型光场相机的仿真参数

Table1. Simulation parameters of multi-focus plenoptic camera

ParameterfL /mmb /mmB /mmsx /μmsy /μmri /pixelfm /mm
Value100103.321.3255171.62, 1.92, 2.35

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表 2仿真数据集上的角点检测结果

Table2. Corner detection results on simulated datasets

Detection methodRecall /%Precision /%Mean /pixelStd. /pixelTime /s
Method in Ref. [16]14.8185.311.3020.598205920.73
Method in Ref. [17]30.9639.210.8220.4041232.90
Proposed method59.4799.260.2760.218958.44

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表 3仿真数据集的标定结果

Table3. Calibration results on simulated datasets

Calibration methodfxfyK1K2cucvMRE /pixel
Method in Ref.[14]19157.4419158.12-2.21197785.691476.69982.36-
Method in Ref.[16]19095.3719108.32-2.11257789.891513.71850.760.6609
Method in Ref.[17]18979.4518953.44-2.40748083.231507.34937.270.2325
Ours19018.9319028.72-2.57638208.051485.49976.050.1245
GT19002.0219002.02-2.52658170.161500.001000.00-

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表 4R29真实数据集上的标定结果

Table4. Calibration results on R29 real dataset

Calibration methodfxfyK1K2cucv
Method in Ref.[14]18513.0118409.14-2.89958728.173341.392183.02
Method in Ref.[16]18609.0318507.01-2.65198592.603349.402229.08
Method in Ref.[17]18513.0118409.14-2.89958728.173341.392183.02
Ours18475.1318374.66-2.39767946.743377.062230.79

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表 5距离测试结果

Table5. Results of distance measurement

Detection methodCalibration methodDmean /mmDstd /mm
Method in Ref. [17]Method in Ref. [14]3.4513.98
Method in Ref. [16]9.7514.15
Method in Ref. [17]2.3514.85
Ours3.1214.52
Proposed methodMethod in Ref. [14]3.853.68
Method in Ref. [16]8.483.84
Method in Ref. [17]4.353.58
Ours1.243.36

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刘青松, 谢晓方, 张烜喆, 田瑜, 李俊, 王彦, 许晓军. 用于聚焦型光场相机标定的棋盘角点检测算法[J]. 光学学报, 2020, 40(14): 1415002. Qingsong Liu, Xiaofang Xie, Xuanzhe Zhang, Yu Tian, Jun Li, Yan Wang, Xiaojun Xu. Checkerboard Corner Detection Algorithm for Calibration of Focused Plenoptic Camera[J]. Acta Optica Sinica, 2020, 40(14): 1415002.

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