超大視場長波紅外立體視覺外部參數標定及內外參數評價

王子昂， 李 剛， 劉秉琦， 黃富瑜， 陳一超

陸軍工程大學石家莊校區電子與光學工程系， 河北 石家莊 050003

引 言

在紅外光譜譜段， 短波、 中波、 長波主要的大氣窗口分別為0.7～2.5， 3～5和8～14 μm[1]。 由于不同物質對于可見光、 紅外線吸收性能不同， 因此通過紅外相機可以探測可見光無法看到的一些差別。 長波紅外一般用于探測300 k左右的目標， 即常溫下目標。 與可見光相機相比， 雙目超大視場長波紅外相機具有不受光照強度影響， 在復雜條件下全天候工作， 獲取大空域信息等諸多優點[2-3]。 軍事應用中， 需要紅外立體視覺系統對目標進行定位以獲取完整的空間信息， 為作戰決策奠定基礎； 民用領域中， 將紅外立體視覺系統裝載到車輛上， 可在車輛行駛過程中規避障礙物， 提高車輛駕駛安全性。 伴隨智能化的快速發展， 立體視覺在視覺測量[4]， 二維運動圖像的三維重建[5]， 即時定位與地圖構建[6]等方面起著關鍵作用。 立體視覺旨在從雙目相機拍攝圖像中獲取密集的3D信息， 圖像三維重建精度主要取決于相機系統參數， 標定的過程就是解算相機系統參數的過程。 內部參數是相機的固有屬性， 它表示相機系統的物像關系。 外部參數標定指求解兩個相機之間的坐標變換矩陣， 該矩陣描述右目相機相對于左目相機的位置關系。

目前， 外部參數標定方法主要分為兩類： 需要移動相機的外部參數標定[7]和固定相機的外部參數標定[8]。 在前者中， 手眼標定和基于反射鏡的方法最常用；……