相機標定原理 機器視覺相機標定的目的 原理及步驟

2021-10-12 17:00:18 字數 1116 閱讀 7204

在影象測量過程以及機器視覺應用中,為確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在影象中對應點之間的相互關係,必須建立相機成像的幾何模型,這些幾何模型引數就是相機引數。

進行攝像機標定的目的:求出相機的內、外引數,以及畸變引數。

標定相機後通常是想做兩件事:乙個是由於每個鏡頭的畸變程度各不相同,通過相機標定可以校正這種鏡頭畸變矯正畸變,生成矯正後的影象;另乙個是根據獲得的影象重構三維場景。

攝像機標定過程,簡單的可以簡單的描述為通過標定板,如下圖,可以得到n個對應的世界座標三維點xi和對應的影象座標二維點xi,這些三維點到二維點的轉換都可以通過上面提到的相機內參k,相機外參r和t,以及畸變引數d,經過一系列的矩陣變換得到。

在大多數條件下這些引數必須通過實驗與計算才能得到,這個求解引數的過程就稱之為相機標定(或攝像機標定)

無論是在影象測量或者機器視覺應用中,相機引數的標定都是非常關鍵的環節,其標定結果的精度及演算法的穩定性直接影響相機工作產生結果的準確性。因此,做好相機標定是做好後續工作的前提,提高標定精度是科研工作的重點所在。

相機標定方法有:傳統相機標定法、主動視覺相機標定方法、相機自標定法。

傳統相機標定法需要使用尺寸已知的標定物,通過建立標定物上座標已知的點與其影象點之間的對應,利用一定的演算法獲得相機模型的內外引數。根據標定物的不同可分為三維標定物和平面型標定物。三維標定物可由單幅影象進行標定,標定精度較高,但高精密三維標定物的加工和維護較困難。平面型標定物比三維標定物製作簡單,精度易保證,但標定時必須採用兩幅或兩幅以上的影象。傳統相機標定法在標定過程中始終需要標定物,且標定物的製作精度會影響標定結果。同時有些場合不適合放置標定物也限制了傳統相機標定法的應用。

基於主動視覺的相機標定法是指已知相機的某些運動資訊對相機進行標定。該方法不需要標定物,但需要控制相機做某些特殊運動,利用這種運動的特殊性可以計算出相機內部引數。基於主動視覺的相機標定法的優點是演算法簡單,往往能夠獲得線性解,故魯棒性較高,缺點是系統的成本高、實驗裝置昂貴、實驗條件要求高,而且不適合於運動引數未知或無法控制的場合。

相機標定原理講解

世界座標系的三維點投影到成像 座標系中的二維點的投影公式如下 其中 x,y,z 為世界座標系中的三維點 u,v 為成像面座標系中的二維點 a為相機的內引數矩陣 cx,cy 為主光軸點,一般為影象的中心 fx和fy為焦距 r t 為相機的外引數矩陣 r為旋轉矩陣,t為位移矩陣 上述公式的簡單推理過程如...

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術語 內參矩陣 intrinsic matrix 焦距 focal length 主點 principal point 徑向畸變 radial distortion 切向畸變 tangential distortion 旋轉矩陣 rotation matrices 平移向量 translation ...

相機標定之棋盤標定

該文章主要學習如何進行相機標定,原理部分只是比較多,不多贅述。首先,相機標定主要是去求解內參k和外參 r t 以下為相機標定過程中常用的opencv自帶的幾個重要函式。1.opencv 提供的函式projectpoints2 投影三維點到影象二維點。函式引數如下 void cvprojectpoin...