基於一維標定物的多攝像機系統標定研究

《基於一維標定物的多攝像機系統標定研究》是依託北京工業大學，由王亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於一維標定物的多攝像機系統標定研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王亮
• 依託單位：北京工業大學

項目摘要

多攝像機系統在文化創意產業有廣泛的套用前景，但現有的多攝像機系統標定方法精度低、魯棒性差並且在實際套用中難以實現，嚴重製約了多攝像機系統的套用。本項目在前期基於標定物一般運動的一維標定研究基礎上，將基於標定物特殊運動、一般運動的一維標定統一到同一理論框架下，研究利用一維標定物對多攝像機系統進行魯棒性標定的理論及算法。主要研究內容包括：對一維標定進行統一的理論闡釋；研究加權一維標定及一維標定的全局最佳化，建立高精度一維標定方法；從退化配置、約束方程的病態性、外點剔除以及噪聲抑制等方面研究多攝像機系統一維標定的魯棒性，建立改善魯棒性的方法；研製易於使用、高精度的一維標定物。本研究可以完善攝像機標定理論，推動視覺計算的魯棒性問題的最終解決，具有一定理論意義和學術價值。研究成果可以為文化創意產業多個領域的核心技術研究提供理論基礎，部分成果可以直接套用於這些領域，具有巨大套用價值。

結題摘要

針對現有的多攝像機系統標定方法精度低、魯棒性較差且難以實現等缺點，本項目在前期基於標定物一般運動的一維（1D）標定研究基礎上開展了基於1D標定物的多攝像機系統標定研究。從1D標定幾何本質分析、1D標定魯棒性的分析及改進、高精度1D標定及全局最佳化以及改進1D標定物構建多攝像機系統1D標定原型系統等方面開展了理論分析和試驗研究。揭示了1D標定的幾何本質可歸結為確定絕對二次曲線的像，給出了1D標定的統一理論闡釋。分析了1D標定的退化現象，給出了退化配置，為實際套用提供了理論指導。分析了1D標定約束方程的病態性，闡明其魯棒性差的原因，提出了基於HEIV的高精度1D標定算法，提高了1D標定的魯棒性和精度。分析了1D標定約束方程和噪聲，改進完善了加權1D標定算法，提出了一種顯著提高標定精度的自適應加權1D標定算法。並以1D標定為對象對視覺計算中涉及的代價函式非凸的最佳化問題進行了分析，提出了基於分枝定界以及基於線性矩陣不等式的兩種全局最佳化方法，並證明了其全局最優性。改進了1D標定物，構建了多攝像機1D標定原型系統，並採集了大量數據，可用於算法評測。