简述基于HALCON的四目标定方法

简述基于HALCON的四目标定方法

摘要针对目前双目視觉标定技术中存在的不能覆盖目标整个视野和匹配过程中误差较大的情况而采用精度更高的四目标定技术对目标进行标定、图像采集继而三维重建。实验结果表明：该方法能够利用HALCON内丰富的算子进行精准，快速标定。突破了很多标定实验都需要依靠双目视觉标定技术而带来的一些问题，为以后的标定实验多了一个可参考方法。

关键词多目立体视觉；三维重建；HALCON标定

前言

近年来，随着计算机视觉技术的快速发展以及人们获取物体三维外形表面在诸多领域日益广泛的应用需求。本文基于视觉领域公认的性能最好的视觉软件HALCON提出了一种四目标定的方法，并验证了结果的准确性，利用该方法可以更精确的对目标进行标定。

1 双目视觉系统原理以及标定原理

1.1 双目视觉原理

双目立体视觉[1-2]是立体视觉的一种基本形式，它的原理是基于双目视差原理[2]并利用相机设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点的位之间的位置偏差来获取三维几何信息的方法。

双目立体视觉原理图如图（1）所示：

1.2 标定原理

在计算机视觉的应用和图像测量中，为了确定空间中的物体表面某一个点的几何三维位置与其图像对应点之间的相互关系，我们必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数[3]。但是大多数条件下这些参数必须通过实验和计算才能得到，所以这个求解参数的过程就叫作相机的标定。

2 四目视觉扫描仪的设计方法

2.1 标定流程

利用HALCON里面完善的视觉集成开发环境和标准的视觉计算法[3]，从而可以快速地对相机进行标定。用四个相机同时对标定板进行标定，必须保证标定板能够同时出现在四幅图像中。标定主要分为4个步骤：①建立四目相机的标定数据模型；②获取并筛选出合适的图片；③把四目相机的测试数据添加到数据模型中；④执行标定

2.2 建立四目相机的标定数据模型

在建立标定数据模型之前，首先得调试各个相机的性能，包括相机的焦距，光圈大小等，保证每部相机在实验开始时都在最好的状态[4]。利用HALCON中自带的单目标定程序先对每部相机进行标定实验，用每一部相机对固定的2D标定板进行标定，然后调试相机直至标定成功为止。

2.3 获取图像

同时打开四部相机对物体进行采集，在四目立体视觉系统中，每一部相机都要拍摄多张标定板在不同方向、不同位置的图片。在拍摄、标定的过程中，必须保证标定板表面干净，并且所拍摄的每幅图片都应该要包含标定板。

2.4 读取标定参数

在采集图像的同时，有些因素会影响图像的质量，例如噪音，光线等。这时候我们就需要对图像进行处理和优化，此时就要用到和来进行采集的参数然后输入到标定数据模型中。

2.5 执行标定

在读取好标定参数后，就进行执行标定。

我们用算子，就可以执行标定。在执行玩这个算子之后我们就可以得到纠正后的相机的主距、镜头畸变、图像中心点的坐标值，以及四部相机的相对位置，而且仍然可以通过算子进行调用。

3 结束语

本文提出了一种基于最高效的视觉软件HALCON利用四目相机标定物体的标定方法，并对此方法进行了深入研究。实验结果表明该方法相对于双目立体视觉技术精度较高，在多目立体视觉中具有很强的可行性。为以后人们做标定实验的方法多了一个可选择性。

参考文献

[1] 李哲，项辉宇，韩宝安，等.基于HALCON的双目视觉系统标定[J].机电产品开发与创新，2013，26（3）：95-97.

[2] 成小龙，徐友春，李华，等.基于Halcon软件的双目立体视觉系统标定[J].军事交通学院学报，2011，13（9）：44-48.

[3] 吴文琪，孙增圻.机器视觉中的摄像机定标方法综述[J].计算机应用研究，

2004，21（2）：4-6.

[4] 孙楠.四目立体测量中的关键技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2011.