黑白棋盘网格中的直线检测方法研究

摘要

黑白棋盘网格是摄像机标定中常用的空间标定模板,经典的摄像机标定方法就是通过空间标定模板特征与图像特征之间的对应关系来构建关于摄像机模型参数的约束条件,然后再通过优化算法来求解摄像机的内外参数。直线作为棋盘网格图像的重要特征,其检测精度的高低直接影响到摄像机内外参数的精度。因此,研究黑白棋盘网格图像的直线检测对摄像机标定具有很重要的意义。目前,文献中的相关研究大都是基于Hough变换的,但是Hough变换直线检测方法对参数选取非常敏感,并且参数的选取对最终的检测精度有重要的影响。针对这些问题,本文结合黑白棋盘网格图像的特点,围绕黑白棋盘网格图像直线检测问题进行了研究,并给出了两种切实可行的方法。全文主要研究内容和研究成果如下:
　　(1)针对棋盘网格图像的特点,对经典的Hough变换直线检测过程增加了后续处理,内容包括局部多峰值的单向聚类、错误直线的去除和重线的合并,通过这些步骤,大大降低了Hough变换方法对参数选取的敏感性,并且取得了较高的检测精度。最后,对不同距离、不同倾斜度、不同旋转角度的棋盘网格图像进行了大量实验,与传统Hough变换及其改进方法相比,验证了本文方法的可行性和有效性。
　　(2)利用棋盘网格已知的结构尺寸,给出了一种基于最小二乘的人机交互式的直线检测方法,并开发了一个人机交互棋盘网格直线检测系统。该系统只需在图像中手动选取四个角点,然后系统利用模板点和图像点的对应关系求出平面间的单应矩阵,并自动检测出图像中的直线特征。该方法检测速度快,鲁棒性好,可靠性强,且具有较高的检测精度,实验结果也验证了该方法的可行性,而且该方法也很容易扩展到其它复杂的平面图像直线检测问题中。

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Contents

中文摘要

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第一章 绪论

1 .1研究背景及选题意义

1 .2国内外研究现状

1 .3预备知识

1 .4本文的主要工作

第二章 直线检测的相关理论介绍

2 .1边缘检测

2 .2 Ho ugh变换

2 .3线性最小二乘法

2 .4 本章小结

第三章 基于Ho ug h变换的黑白棋盘网格的直线检测

3 .1问题的提出

3 .2 Ho ugh直线检测方法的改进

3 .3本章小结

第四章 一种基于最小二乘的交互式直线检测方法

4 .1 基础知识

4 .2 基于最小二乘的交互式直线检测方法

4 .3本章小结

第五章 全文总结及研究展望

5 .1工作总结

5 .2研究展望

参 考 文 献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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