本课题主要以无人机为摄像机载体，通过单目视觉的方式模拟对地面目标的实时定位。论文的主要内容如下：

首先，主要从几何光学的方向上介绍了针孔摄像机的成像模型，并分析整个系统涉及的四个坐标系及其互相之间的转换关系以及摄像机标定的原理。其次，介绍了一种结合传感器的地面目标实时定位方法，获取像素点与实际坐标之间的单应性关系。最后，根据前两部分的算法原理，对模拟定位系统进行了简要的介绍。

本题的目的是根据无人机从空中获取的单目视觉信息实现对场景中的多个机器人动态目标识别与定位，使用特定的方法对摄像机获取的视觉信息即图像上任意一点进行定位，获取该点与摄像机的相对位置信息。

本文主要研究内容

本课题通过以视觉传感器获取的信息来完成对相应目标的定位，获取目标的位置信息。本文研究内容如下：

首先，介绍了摄像机模型与标定。在这一部分，主要分析了摄像机的小孔成像模型以及对摄像头的标定。其次，介绍了对目标进行定位的方法。对于单目视觉，根据单应性关系，对地面目标的位置进行计算。最后，介绍了系统的功能以及实现过程。

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摄像机标定

选择摄像机标定功能后，展示栏将会显示和摄像机标定相关的操作界面，如图4-2所示，展示区域整体分为两个部分，上半部分需要输入对应的内容，其中目录项为标定所使用的图像信息的文件夹；宽度输入指的是使用的棋盘格的横向长度；高度表示使用的棋盘格的纵向长度；重置按钮可以重置各输入框中的值；标定按钮会根据输入的参数进行标定实验计算结果。下半部分则为结果显示，主要对标定结果进行展示，其中保存结果按钮的作用是将标定结果保存至Intrinsics.xml文件中。Intrinsics.xml文件的主要作用在于因为摄像机的内参数一般是不变的，如果一直使用同一台设备的话不需要再次对摄像机进行标定，只需要加载Intrinsics.xml文件即可。

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总结

本文以通过单目视觉获取的视觉信息先对摄像机进行标定并模拟实现对目标的定位，完成了使用单目视觉从空中对地面目标定位，实现了一个模拟单目视觉定位系统，主要完成了以下几个方面的工作：

（1）摄像机的成像模型分析与标定算法介绍 对摄像机的针孔成像模型进行分析，并介绍了四个坐标系及各坐标系之间的转换关系以获取像素坐标系下目标的坐标与世界坐标系下对应目标的坐标之间的关系。同时还介绍了摄像机的参数矩阵、摄像机的标定，并着重介绍了张正友标定法及其原理。

（2）单目视觉的定位 利用第一个方面工作中四个坐标系获取的转换关系简单的对单目视觉的目标定位进行了分析，并介绍了一种结合传感器的单目视觉目标定位方法，能够实现机载摄像机对地面目标实时定位，通过结合目标点在像素坐标系下的坐标与内、外参数矩阵以及传感器参数求解地面目标的位置。

（3）系统的实现及结果展示 简单的介绍了系统中每个功能对应的界面设计及其对应的结果展示，并对开发过程所使用的工具进行了简要的介绍。将前两部分内容中所介绍的理论知识变成实际的应用程序。

通过这些工作，对于单目视觉的多机器人目标定位有了进一步的了解，并模拟实现了一种可行性较高的定位方法。