移动机器人立体视觉高精度标定技术

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侯建，鄂旭，夏齐，齐乃明
（１．渤海大学信息科学与技术学院，辽宁锦州１２１０１３；
２．哈尔滨工业大学航Ａ．ｒ－程系，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要：摄像机标定是移动机器人立体视觉的一个关键步骤，标定精度直接影响到障碍检测和路径规划的精度。在前人
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｍｅｒａｃａｌｉｂｒａｉｔｏｎｉｓａｋｅｙｓｔｅｐｉｎｓｔｅｅｏｒｖｉｓｉｏｎｆｏｒｍｏｂｉｌｅｒｏｂｏｔ，ｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｆｆｅｃｔｓｄｉｒｅｃｔｌｙｔｈｅｐｒｃｉｅ￣ｏｎｏｆｂａｒｉｅｒｒ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｚｈｏｕ１２１０１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｉｔｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｒｂａｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
第２４卷
第２期
计算机技术与发展
ＣＯＭＰＵＩＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ
２０１４年２月
Ｖｏ１．２４Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１４
移动机器人立体视觉高精度标定技术
ｄｅｔｅｃｉｔｏｎａｎｄｐａｈｔｐｌａｎｎｉｎｇ．Ａｃｒｎａｅｒａｃｌｉａｂｒａｉｔｏｎｍｃｈｎｉｑｕｅｏｆｉｔｅｒａｔｉｖｅｍａｎｎｅｒｉｓｐｅｓｒｅｎ￣ｄｏｎｈｅｔｂａｓｉｓｏｆｐｒｅｖｉｏｕｓｅｓｒｅｒｃａｈ．Ｔｈｅｃａｍｅｒａｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｃａｔｅｇｏｉｅｒｓ，ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｎｄａｎｏｎ－ｄｉｓｔｏｒｉｔｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ｉｆｘｅｄｏｎｅｔｙｐｅｐａｒａｍｅｔｅｓｒｉｎｅａｃｈｉｔｅ wenku.baidu.com ａｉｏｔｎｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｏｈｅｔｒｐａｒｍｅａｔｅｒｓ，ｏｂｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｉｆｎｌａｏｐｔｉｍａ１．Ｔｈｒｏｕｇｈｈｅｔｒｅａｓｏｎａｂｌｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｈｅｔｐｒａａｍｅｔｅｒｓｏｒｄｅｒｓｏｌｖｉｎｇ，ｅｖｅｒｙｓｔｅｐｆｏｔｈｅｉｔ — ｅｒａｔｉｏｎＣａｌｌａｃｑｕｉｒｅｃｌｏｓｅｄ— ｏｒｆｍｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｍｅｈｏｔｄ，ｗｈｉｃｈｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓｈｅｔｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎ．ｈｅＴｌｇａｏｉｔｒｈｍｃｎａｂｅｅａｓｉｌｙｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏ
研究的基础上，提出了一种迭代方式的摄像机标定算法。算法将摄像机参数分为畸变参数和非畸变参数两类，每次迭代
中固定一类参数来求解另一类参数，最终得到优化解。通过合理组织参数求解次序，迭代的每一步都可以通过最ｄｘ－乘法得到闭式解，从而简化了计算。算法可以方便地进行扩展以包含不同类型的畸变参数，而不会增加算法的复杂度。实验结果表明此算法可以有效提高标定精度，可用于移动机器人的视觉系统。关键词：摄像机标定；最小二乘法；闭式解
ＡＨｉｇｈ— ａｃｃｕｒａｃｙＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＳｔｅｒｅｏＶｉｓｉｏｎ
ｆ０ｒＭｏｂｉｌｅＲｏｂｏｔ
ＨＯＵＪｉａｎ，ＥＸｕ，ＸＩＡＱｉ，ＱＩＮａｉ — ｍｉｎｇ
中图分类号：ＴＰ２４２．６文献标识码：Ａ文章编号：１６７３ — ６２９Ｘ（２０１４）０２ — ００９２ — ０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ — ６２９Ｘ．２０１４．０２．０２２