非模型化相机标定方法及测角误差研究*

2012-10-21李华晋林嘉睿邾继贵叶声华

传感技术学报 2012年10期

关键词：模型

李华晋，邹剑，王伟，林嘉睿，邾继贵，叶声华

(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072)

在产品存在复杂曲面的工程与工业生产行业，如汽车、飞机、船舶等，基于图像的视觉测量技术以其非接触式、操作简单、适应性强、工作环境要求低等特点，越来越多地被应用于装配和质量控制中。［1－3］相机标定是视觉测量的关键技术和步骤，目前已产生了很多种标定方法，如传统标定方法、自标定方法、主动视觉标定方法等。［4］这些方法均建立了畸变模型或补偿畸变的成像模型，解算相机主距(f)、主点(Cx，Cy)等模型参数，例如传统方法的经典代表:DLT 方法［5、6］、Tsai 方法［7、8］、Weng 迭代法［9］等。此类方法中，由于模型各参数间的相关性、非线性求解的不确定性、非模型化参数等因素的影响使模型补偿存在局限性，难以进一步提高精度以满足工业现场越来越高的要求。

非模型化相机标定抛弃了模型求解方式，对相机成像进行光学模拟标定，逐像元精密标定CCD全像面，建立视场角度－像面坐标映射表，实现高精度的畸变细化修正。此方法具有可补偿非模型化参数，无模型求解的不确定性问题等优点;但一维靶标的加工精度、图像处理精度、分度机构的精度等关键误差项会影响标定精度，故研究其误差分布特性，对此标定技术的发展具有重要意义。