仿生复眼系统标定及测量方法研究

为了实现对近景目标物的三维测量，研制了一种小型仿生复眼系统。介绍了该复眼系统的结构及其参数设计原则，并对该系统采用的标定、三维测量等算法进行研究。首先根据复眼成像特点搭建了标定和测量平台，并分别使用张正友的方法、直接线性变换法、Tsai 式两步法三种摄像机标定方法对复眼的中心子眼进行标定，通过比较实验结果发现Tsai式标定方法精度更高，更适用于本复眼系统的标定。然后针对边缘子眼光轴与图像传感器不垂直问题，提出了一种新的图像畸变数学模型，有效的提高了边缘子眼的标定精度。最后建立了多子眼三维探测模型，并探索了多子眼成像对复眼相机测量精度的影响，认为三子眼可获得比双子眼更高的精度和稳定性。实验结果表明，在距离复眼相机150～260 mm范围内，该复眼探测系统的三维测量相对误差在2%左右，在满足仪器小型化的同时能基本实现近景三维测量。