单目摄像机线性模型可靠性分析与研究

要利用摄像机进行高精度的非接触式测量，通常在线性模型的基础上采用单目摄像机进行光学标定、成像、校正和测量，其中常用的针孔相机模型的可靠性及适用范围鲜有报道，为此对目前广泛采用的线性模型的可靠性进行分析与研究。根据单目摄像机成像特点，建立基于图像像素坐标与三维世界坐标的摄像机数学模型，利用自制模板进行视觉测量实验，并通过亚像素角点检测方法得到图像像素坐标，在不考虑光学畸变的情况下，对模板线段进行特征提取和线性度分析，并不断调整测量距离进行重复实验。实际针孔相机模型测量结果显示相对误差不超过1%，在该模型下的重复测量误差最大不超过0.3 mm，并进一步提出了该模型在不同区域和不同物距下存在的测量差异。实验结果显示，线性模型简单实用且在一定物距范围内具有良好的线性度。实验结果为针孔相机模型的建立提供了参考