相機(jī)標(biāo)定是三維攝影測(cè)量的基礎(chǔ),決定測(cè)量系統(tǒng)的總體。相機(jī)標(biāo)定確定內(nèi)外參數(shù),用于校正相機(jī)和鏡頭畸變,確定多個(gè)相機(jī)之間的相對(duì)位置。傳統(tǒng)的相機(jī)標(biāo)定需要制作的標(biāo)定塊或平面棋盤(pán)格,需要知道的三維坐標(biāo)。傳統(tǒng)標(biāo)定方法的缺點(diǎn): 的標(biāo)定塊只適合小幅面標(biāo)定、不易制作大的標(biāo)定塊;有待,標(biāo)定較繁瑣不適于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。(視頻演示)
技術(shù)原理(多相機(jī)多幅面的相機(jī)柔性自標(biāo)定技術(shù)):
1) 自標(biāo)定是指將內(nèi)、外參數(shù)放在一起同時(shí)進(jìn)行整體平差計(jì)算,也就是帶有附加參數(shù)的整體平差。既調(diào)整攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)、外參數(shù),同時(shí)也調(diào)整標(biāo)定平面模板特征點(diǎn)的物方坐標(biāo)。
2) 該算法考慮了標(biāo)定物的物方坐標(biāo)誤差,同時(shí)鏡頭畸變模型中對(duì)徑向畸變、切向畸變和薄棱鏡畸變進(jìn)行了考慮。
3) 一對(duì)物方點(diǎn)之間的距離,就可以利用捆綁調(diào)整的方法,同時(shí)計(jì)算出相機(jī)內(nèi)、外參數(shù)和物方點(diǎn)的坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)相機(jī)的標(biāo)定。
該技術(shù)特點(diǎn)和:
1) 采用十參數(shù)相機(jī)模型補(bǔ)償各種畸變,以補(bǔ)償鏡頭帶來(lái)的成像畸變,包括徑向畸變、偏心畸變、像平面畸變、焦距和主點(diǎn)誤差等。
2) 無(wú)需標(biāo)定板物方坐標(biāo),可以對(duì)不同視場(chǎng)單個(gè)或多個(gè)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定視場(chǎng)從幾十毫米~幾米。標(biāo)定過(guò)程自動(dòng)化,適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。
3) 標(biāo)定參數(shù)初始值由攝影測(cè)量中相對(duì)定向和直接線性變換方法得到,然后使用捆綁調(diào)整算法整體優(yōu)化物方坐標(biāo)和相機(jī)內(nèi)外參數(shù)。
4) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,了8的標(biāo)定。
標(biāo)定板(多相機(jī)多幅面的相機(jī)柔性自標(biāo)定技術(shù))
標(biāo)定板主要用于小視場(chǎng)的標(biāo)定。
標(biāo)定板規(guī)格 | 標(biāo)定測(cè)量幅面(長(zhǎng)×寬) |
CP 400×300型號(hào) | 400×300 mm ~500×375mm |
CP 256×192型號(hào) | 256×192 mm ~400×300mm |
CP 192×144型號(hào) | 192×144 mm ~256×192mm |
CP 128×96型號(hào) | 128×96 mm ~192×144mm |
CP 64×48型號(hào) | 64×48 mm ~128×96mm |
CP 32×24型號(hào) | 32×24 mm ~64×48mm |
CP 16×12型號(hào) | 16×12mm~32×24mm |
CP 8×6型號(hào) | 8×6mm~16×12mm |
可定制其他規(guī)格 …… | 可定制其他規(guī)格 …… |
標(biāo)定板
十字架標(biāo)定板(多相機(jī)多幅面的相機(jī)柔性自標(biāo)定技術(shù))
標(biāo)定十字架主要用于大視場(chǎng)的標(biāo)定,可以拆裝,方便攜帶。
標(biāo)定十字架規(guī)格 | 標(biāo)定測(cè)量幅面(長(zhǎng)×寬) |
CC5000型號(hào) | 5000×5000mm~6000×6000mm |
C000型號(hào) | 4000×4000mm~5000×5000mm |
CC3000型號(hào) | 2000×2000mm~4000×4000 mm |
CC2000型號(hào) | 2000×2000 mm~3000×3000 mm |
CC1500型號(hào) | 1500×1125 mm~2000×1750mm |
CC1000型號(hào) | 1000×750 mm~1500×1125mm |
CC500型號(hào) | 500×375 mm~1000×750mm |
可定制其他規(guī)格 …… | 可定制其他規(guī)格 …… |
標(biāo)定十字架
西安交通大學(xué)多自主研制的“相機(jī)多幅面的相機(jī)柔性自標(biāo)定技術(shù)”,該技術(shù)解決了傳統(tǒng)標(biāo)定方法需要高標(biāo)定塊,實(shí)現(xiàn)了快速、方便、高相機(jī)標(biāo)定,是三維攝影測(cè)量的基礎(chǔ)和。
相機(jī)標(biāo)定技術(shù)是三維光學(xué)測(cè)量的技術(shù),是測(cè)量的基礎(chǔ)。目前相機(jī)標(biāo)定方法基本上都是平面標(biāo)定和標(biāo)定塊標(biāo)定方法。其中國(guó)內(nèi)單位使用多的是張正友的平面圓點(diǎn)圖案或棋盤(pán)格的標(biāo)定算法,由于其算法是公開(kāi)的,所以很多廠家直接采用張正友相機(jī)標(biāo)定算法。但是該算法存在很多問(wèn)題,無(wú)法高的測(cè)量,只能用于對(duì)要求不高的圖像模式識(shí)別研究,只能標(biāo)定小視場(chǎng)的相機(jī)(如100mm~200mm)。平面圓點(diǎn)圖案的標(biāo)定算法存在的主要問(wèn)題如下:
1)要求標(biāo)定板圓點(diǎn)圖案中,每個(gè)圓點(diǎn)的位置是已知的,而且要事先高測(cè)量圖案中圓點(diǎn)的位置,每一個(gè)標(biāo)定板都須事先測(cè)量。圓點(diǎn)的位置誤差直接影響標(biāo)定的。
2)要求標(biāo)定板嚴(yán)格的平整度。對(duì)于小尺寸的標(biāo)定板,如100mm~200mm,可以加工出較好的平整度,但是對(duì)于大尺寸的標(biāo)定板,如200mm~2000mm,根本無(wú)法加工出高的標(biāo)定板。
3)只能實(shí)現(xiàn)小幅面的相機(jī)標(biāo)定,如100mm~200mm。因?yàn)闊o(wú)法加工出幾米長(zhǎng)的高平板,所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)高的大幅面相機(jī)標(biāo)定,如200mm~2000mm。
因此,傳統(tǒng)的平面圓點(diǎn)圖案或棋盤(pán)格的標(biāo)定算法無(wú)法滿足工業(yè)測(cè)量的要求,受標(biāo)定板制作的各種誤差(如平面度誤差、圓點(diǎn)位置誤差等),標(biāo)定無(wú)法,只能用于小視場(chǎng)相機(jī)標(biāo)定(只能局限在100mm~200mm),只能用于對(duì)測(cè)量要求不高的圖像模式識(shí)別研究,其標(biāo)定根本無(wú)法滿足工業(yè)測(cè)量的要求。
西安交通大學(xué)研制的“基于攝影測(cè)量的相機(jī)自標(biāo)定技術(shù)”,該標(biāo)定技術(shù)地解決了傳統(tǒng)的平面圓點(diǎn)圖案或棋盤(pán)格的標(biāo)定算法,實(shí)現(xiàn)了高的相機(jī)標(biāo)定。其優(yōu)點(diǎn)如下:
1)高相機(jī)標(biāo)定,相機(jī)標(biāo)定是可控的,不是隨機(jī)的。傳統(tǒng)的平面圓點(diǎn)圖案或棋盤(pán)格的標(biāo)定算法,其標(biāo)定無(wú)法控制,隨機(jī)性很大。
2)可以完成多種視場(chǎng)的相機(jī)標(biāo)定,可以完成1mm~10000mm視場(chǎng)的相機(jī)標(biāo)定,實(shí)現(xiàn)可控的高相機(jī)標(biāo)定。
更大視場(chǎng)可拆裝標(biāo)定十字架
顯微鏡的三維標(biāo)定技術(shù)
要實(shí)現(xiàn)顯微三維測(cè)量,先要解決顯微鏡的三維標(biāo)定技術(shù)。 在“XJTUDIC三維數(shù)字散斑動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上,研制了各種顯微鏡的微小視場(chǎng)三維標(biāo)定方法
各種顯微三維標(biāo)定