线阵摄像机标定及其在三维图像重建中的应用

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当今世界恐怖活动加剧,各式汽车炸弹袭击事件频发。为保障人民群众的生命财产安全,对出入一些公共场合的汽车底盘进行实时检测显得尤为重要。在检测过程中,采用多线阵CCD相机采集汽车底盘图像,并进行三维重建,以识别车辆底盘下藏匿的违禁品或爆炸物。在对汽车底盘进行三维重建时,相机标定是重要的研究内容。  针对相机镜头畸变问题,本文利用交比不变的性质实现了线阵相机的镜头畸变校正;通过对线阵摄像机标定方法的研究,本文提出了一种基于同心圆标靶的相机标定方法。通过使用同心圆上五个标定点的世界坐标和它们的像点坐标,并结合推导出的标定参数矩阵来求出线阵摄像机的内部参数和外部参数;对于汽车底盘的三维图像重建,本文首先利用Canny检测方法提取汽车底盘边缘图像,然后根据特征匹配的几个约束条件来完成特征匹配,最后采用稀疏点云和稠密点云等恢复方法,获得了较完整的汽车底盘图像,从而实现了汽车底盘图像的三维重建过程。  实验结果表明:基于交比不变性的线阵相机镜头畸变校正方法简单明了,且易于实现,能够普遍应用于线阵相机的镜头畸变问题,校正精度不低于7μm;基于同心圆标靶的线阵摄像机标定方法,不仅标定精度高,同时鲁棒性也较好。通过对部分车型的汽车底盘的三维图像进行恢复,表示这种三维重建方法可以满足汽车底盘实时图像检测系统的要求,并能够将体积在5cm×5cm×5cm以上的异物识别出来。
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