主动视觉系统的自动校准及重构

Beiwei+Zhang

计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步地说，就是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。主动视觉是相对于被动视觉而提出的概念，主动对纯视觉系统而言就是移动能力，这种能力对生物体表现为空间上的移动，而对人造的计算机视觉系统还可以表现为频率上的移动，在广义上对机器人系统而言，这种主动还表现为触摸对象物等。本书提出了对结构光系统和折反射式相机自动校准和三维重建，以及对单应矩阵和基本矩阵的广泛研究。

全书共7章：1.引言，主要是对一些基本概念及术语的介绍，包括主动视觉的背景、结构光系统、全向视觉系统的校准及重建等；2.系统描述，首先介绍结构光系统及全向视觉系统，然后对各组件进行建模，对其模式编码策略进行了研究，最后对基于平面的单应及基本矩阵等内容进行介绍；3.静态校准，首先介绍校准理论，然后重点讨论基于多边形的校准、基于相交圆的校准、基于同心圆校准、基于行的失真校正，最后进行总结；4.基于单应的动态校准，对问题进行陈述，描述了系统约束，重点在比例因子、平移向量、旋转矩阵的相关校准算法，最后通过计算机仿真实验，对数据进行分析总结；5.三维重建，重点介绍了基于两个已知平面的重建方法及基于一个已知平面的重建方法，每种方法均配有详细的重建过程及实例；6.折反射视觉系统，包括全景立体视觉系统、抛物型摄像机系统及双曲线摄像系统的系统模型及配置、同轴安装、校准程序，并对三类系统及相关方法进行总结；7.结论与未来展望。

本书设计了以两个新的平面图案为内部参数的摄像机标定解决方法以及一个基于行的方法失真校正方法，对结构光系统和折反射式相机自动校正和三维重建问题进行了研究，最后对单应矩阵和基本矩阵进行了广泛研究。在这些方法及研究中，提供了用于改善计算效率和冗余数据的解析解，使得系统预期的可靠性大大提高。本书还是一个很好的文献综述，是在图像处理和计算机视觉及相关学科工作中的研究人员和从业人员宝贵和实用的工具。

李亚宁，硕士研究生

（中国科学院自动化研究所）