主动视觉理论三个重要问题研究

重建空间三维物体是计算机视觉的最终和最主要目标，而摄像机标定是从二维图象恢复空间三维信息的关键步骤。在三年多的研究过程中，本项目最主要的研究成果是基于主动视觉的摄像机自标定和三维重建。（1）从理论上证明了通过控制摄像机平台作4次平移运动，如果任意三组平移运动不共面，则摄像机的内参数矩阵以及平台坐标系到摄像机坐标系间的旋转矩阵可以唯一确定，并存在解析解。（2）发现了不需要进行三维重建即可确定平台坐标系到摄像机坐标系之间的平移向量的方法，并从理论上证明了取得唯一解的条件。改进和完善了马颂德研究员在IEEE-T-RA的工作。（3）证明了通过控制摄像机平台作5组平面正交运动，摄像机的内参数一般来说可以线性求解，并证明了如果摄像机作2组独立的三正交运动，摄像机的内参数可以唯一线性确定。（4）证明了如果摄像机作一次平移运动和一次任意旋转运动，则对应的无穷远平面的单应矩阵可以唯一线性求解。进而提出了新的线性摄像机自标定方法。（5）提出了基于射影重建的摄像机自标定方法。理论和实验表明该方法具有鲁棒性高的优点。（6）提出了二种新的简易摄像机标定方法。