【摘 要】
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多相机系统在视觉系统中以其高精度、大视场、动态测量等优点被广泛应用于目标追踪和全景重建等测量中。标定是多相机系统应用于重建测量的前提,其算法的稳健性以及参数求解的精度直接影响重建的准确性。本文从单目到多目摄像机标定理论出发,针对标志点检测精度不高、多相机系统测量精度不高等问题提出改进方法。本文的主要研究工作及结论包括:（1）针对棋盘格角点检测精度不高的问题,设计新的圆点靶标提高标定精度。针对标志点
【基金项目】
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陕西省一般项目重点研发计划（NO.2021GY-260,轴承滚动体表面缺陷检测设备研发2021.01-2022.12）； 国家级基础加强重点项目（NO.***,多维高精度运动平台测控系统的研制,2020.07-2023.06）；
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多相机系统在视觉系统中以其高精度、大视场、动态测量等优点被广泛应用于目标追踪和全景重建等测量中。标定是多相机系统应用于重建测量的前提,其算法的稳健性以及参数求解的精度直接影响重建的准确性。本文从单目到多目摄像机标定理论出发,针对标志点检测精度不高、多相机系统测量精度不高等问题提出改进方法。本文的主要研究工作及结论包括:（1）针对棋盘格角点检测精度不高的问题,设计新的圆点靶标提高标定精度。针对标志点图像边缘检测精度不高的问题,用最小距离限制条件和梯度方向相结合对传统的Zernike矩方法进行改进,实现了亚像素级边缘检测,通过椭圆拟合得到圆形标志点的高精度中心坐标,定位精度可达0.05 pixel。（2）通过对多相机系统的理论进行分析,提出多相机系统外参求解方法,构建多相机系统成像误差以及空间误差的优化模型,采用Levenberg-Marquardt算法完成多相机系统的全局非线性优化,实现相机内外参数最优解。通过实验分析,标定四个相机的重投影误差为0.13 pixel,优于传统的张氏标定法。（3）对多相机标定精度的影响因素进行分析,在重投影误差的基础上,提出基于外参元素和三维层面的评价标准,通过实验证明了该评价方法的适用性。（4）对多视觉匹配和特征点三维重建方法进行研究,将多相机标定结果用于特征点三维重建,经过实验验证得出:当测量空间为500mm×350mm×150mm时,本文多相机系统测量精度优于0.5mm。最后完成了风扇叶片旋转轨迹和机翼变形模拟测量。
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