影響雙目視覺系統定位精度的因素分析

2021-10-02 07:28:44 字數 1527 閱讀 2195

雙目視覺系統已經被廣泛應用在很多領域,但其定位精度仍難以滿足工業要求。為了進一步提高它的精度,可以限制一些引數,使引數在這些範圍內可以達到最佳精度。現在需要做的便是找到這些引數,並分析每乙個引數和可能的誤差之間的關係。

本篇文章將分析影響精度的7個引數,並將其分為兩大類:第一類是系統結構引數(包括基線距離b,攝像機焦距,光軸和基線間的角度);第二類是攝像機標定引數(包括相機失真,標定影象的數量,標定棋盤格的格仔數量,標定板的位置)。

一、攝像機結構引數的分析

δx為x方向的誤差,γ

\gamma

γbδ

\delta

δz為z方向的誤差)

總誤差為:

(e

3e_3

e3​ = e12

+e22

2\sqrt[2]

2e12​+

e22​

​)由於e

1e_1

e1​,e

2e_2

e2​使用三角函式比較複雜,在這裡用三角函式將其進行泰勒展開(用k取代α

\alpha

α),得到e

1e_1

e1​=1

2\frac

21​ + k28

\frac

8k2​

, e

2e_2

e2​=1

k\frac

k1​ + k

4\frac

4k​。根據以上公式,最終可以得到基線距離b(因為b=k/m,m為固定引數,所以這裡用k代替b效果是一樣的)與系統誤差之間的關係:

結論:隨著k的增大,總系統誤差(e

3e_3

e3​對應的黑色曲線)先是減小後又增大,在k=1.41時,系統誤差達到最小值。將k代回b中,可以得到當m <= b <= 2m時,會獲得比較小的系統誤差,而當0.5m < b < 0.7m時,定位誤差會很大。基線最佳距離是b = 1.41m。

二、攝像機標定引數的分析

結論:從上表可以看出,隨著格仔數量的增多,系統誤差將會減少。

-綜合分析

為了獲得較高的定位精度,也應將相機標定引數考慮在內。考慮鏡頭失真,應採用非線性相機模型;標定影象的數量應在13個以上;標定棋盤格的數量不能過少;標定板的位置應平均分布在雙目相機的視野內。

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