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关于 《棋盘格角点自动检测与排序》 的图样库说明

2013年10月09日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2324字 ⁄ 字号 评论关闭

        摄像机标定广泛应用于机器人导航、三维重构、视觉测量等领域。摄像机标定旨在建立图像坐标系和空间坐标系的变换关系,因此图像上特征点的检测精度很大程度上决定了摄像机标定的精度。正如Laves等[1]提出,即便图像上特征点只有0.5个像素误差也会致使摄像机标定参数产生极大偏差,因此如何提取高精度的特征点是保证摄像机标定精度的关键。棋盘格角点作为一种特殊的特征点广泛应用于摄像机标定中,鉴于此,本文主要针对棋盘格角点进行研究。

        目前来说,基于棋盘格角点的检测算法有很多,主要分为两类:一类是自动检测方法,如Susan算子[2]和Harris算子[3]等,虽然该类方法可以实现自动检测,一定程度上解决了标定过程难以自动化的问题,但是在提取棋盘格内角点的同时,也会提取出错误和冗余角点,影响后续特征点匹配;另一类是有人工交互的检测方法,如通过鼠标逐个点击获取角点的位置[4],或者用鼠标依照一定的顺序点击选取棋盘格区域最外边的4个角点,然后通过计算获取所有角点的位置[5],该类方法检测精度一定程度上取决于操作员的经验,虽然不会出现角点错误检测和冗余检测,但由于需要人工干预,较耗时,无法实现动态标定。针对这些问题,相关学者都对此进行了研究,比如Wang等[6]综合多种策略,先利用Harris算子对棋盘格角点进行粗提取,再通过角点对称性以及栅格线的交点特性去掉冗余角点。该法计算复杂度大,对于畸变较大的图像很难准确提取出角点,并且不适合复杂环境下的角点提取。刘阳成等[7]针对棋盘格角点提出一种对称方差算子,该法降低了计算复杂度,但通用性不强,且依赖于阈值选取。所以,针对以上问题,本人基于Hessian矩阵检测角点的思想,通过形状算子自适应阈值确定角点,再利用对称模板自适应地剔除伪角点,在保证真实角点完整的情况下,最后利用单应性矩阵对角点进行自动排序。

         现在将实验结果晒一下:图1 中表现的是整个算法的执行流程。

图1

          此外,图2中是我测验的其他图样库的图片,效果都很好,运行时间都在1s以内,精度也不错,鉴于本人的文章还在完善阶段,有些数据就不便晒了。

图2

    最后采样图2中第4张图片所在样本库提取角点,做摄像机标定,进行角点坐标重投影误差分析,图3给出其中4幅图片的分析结果。

图3

   时间不早了,先到这里,想要了解更多,可参考我即将发表的文章《棋盘格角点自动检测与排序》。本文提到的的这篇文章用到的图样也主要来源本人所建立的包含200多张不同规格,不同背景的样本库。由于样本太多,大概有70M,CSDN上传有60M的容量限制,因此,我把样本库就放在百度网盘上,可供免费下载。

  图样库下载地址http://pan.baidu.com/share/link?shareid=1564933137&uk=2450405714    密码:w6ir

   说明:本人 对于角点检测和摄像机标定研究了一段时间,发现实验过程中总是需要样本库来进行验证。因此,本人收集了目前来说网络上经典的图样库,几家有名的作机器视觉的公司提供的标定模板库,还有国外的一些牛人推荐开放的图样库,以及本人自制模板拍摄的图样,总共有200多张,是实验验证不可多得的素材资料。本人在文章中总共实验了139张图片,检测结果统计如下:

                                                        

 

参考文献

[1] LAVEST J MVIALA MDHOME MDo we really need an accurate calibration
pattern to achieve a reliable camera calibration[C]
Proceedings of the 5th European Conference on Computer Version19981158—174

[2] Smith S M,Brady MSUSAN-a New Approach to Low Level Image Processing [J]International Journal of Computer Version,1997,
23(1): 45-78

[3] HARRIS CSTEPHENS MA combined corner and edge detector[C]Proceeding
of the 4th Alvey Vision Conference
1988147—151

[4] Davide ScaramuzzaOmnidirectional Camera Calibration Toolbox for Matlabhttp://asl.epfl.ch/~scaramuz/

OCamCalibration/Scaramuzza_OCamCalib.zip 200612.

[5] Jean-Yves Bouguet,Camera calibration toolbox for matlab [EB/OL](2010-07-09)[2011-12-20]. http://www.visi

-on.caltech.edu/ bouguetj/ calib_doc/

[6] WANG ZWU WRecognition and location of the internal corners of planar checkerboard calibration pattern

image[J]Applied Mathematics and Cornputation2007185(2)894906

[7] 刘阳成,朱枫.一种新的棋盘格图像角点检测算法[J].中国图像图形学报, 2006,11(5):656-660

 

 

       

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