基于相位靶的相机标定方法研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

相机标定作为计算机视觉领域的基础问题，其目的是确定相机内部参数和外部参数，建立起三维世界坐标系与二维图像坐标系之间的映射关系。

这一过程是机器视觉、三维重建、机器人导航等应用的关键前提。

本选题研究基于相位靶的相机标定方法，旨在解决传统标定方法在精度、效率、自动化程度等方面的不足。

2. 本选题国内外研究状况综述

相机标定作为计算机视觉的基础和关键技术之一，一直是国内外学者研究的热点。

近年来，随着工业自动化、机器人、虚拟现实等领域的快速发展，对相机标定的精度、效率和自动化程度的要求越来越高，传统的基于特征点的标定方法已经难以满足需求，而基于结构光编码的标定方法，尤其是相位靶标定方法，因其高精度、高效率、抗干扰性强等优点，逐渐成为研究的热点。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将针对基于相位靶的相机标定方法展开深入研究，主要内容包括以下几个方面：
1.相位靶设计与生成:研究不同编码方式的相位靶，分析其对标定精度和鲁棒性的影响，选择合适的编码方式，并利用计算机生成高精度的相位靶图案。

2.相位解包裹算法研究:研究相位解包裹算法的基本原理，分析现有算法的优缺点，并针对相位靶标定中的实际问题，改进现有算法或提出新的算法，提高相位解包裹的精度和鲁棒性。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、算法设计、实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解相机标定技术的发展现状、相位靶标定方法的研究现状以及相位解包裹算法的研究进展，为本研究提供理论基础和技术支撑。

2.相位靶设计与生成：研究不同的相位靶编码方式，分析其优缺点，选择合适的编码方式，并利用计算机生成高精度的相位靶图案。

3.相机标定模型建立：基于针孔相机模型和透镜畸变模型，建立基于相位靶的相机标定模型，推导相位信息与相机参数之间的数学关系，为相机参数求解提供理论基础。

5. 研究的创新点

本研究致力于探索和创新基于相位靶的相机标定方法，预期取得以下创新成果：
1.高精度相位靶设计：针对现有相位靶编码方式的不足，提出一种新的相位靶编码方法，提高相位信息的编码效率和抗干扰能力，进而提高相机标定的精度。

2.鲁棒性相位解包裹算法：针对相位靶标定中存在的噪声、光照变化、遮挡等问题，提出一种鲁棒性更强的相位解包裹算法，提高相位信息提取的精度和可靠性。

3.高效率相机参数求解：研究快速、稳定的相机参数求解算法，优化算法流程，提高计算效率，缩短标定时间，同时保证标定精度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张广军, 贾宝仓. 图像测量学[m]. 北京: 国防工业出版社, 2018.

[2] 张正涛, 张中兆, 徐建强. 相移干涉术算法及应用[m]. 北京: 科学出版社, 2019.

[3] 孙龙祥, 张启武. 数字图像处理[m]. 北京: 清华大学出版社, 2021.