在机器视觉领域,相机的标定是一个关键的环节,它决定了机器视觉系统能否有效的定位,能否有效的计算目标物。
相机的标定基本上可以分为两种,第一种是相机的自标定;第二种是依赖于标定参照物的标定方法。前者是相机拍摄周围物体,通过数字图像处理的方法和相关的几何计算得到相机参数,但是这种方法标定的结果误差较大,不适合于高精度应用场合。后者是通过标定参照物,由相机成像,并通过数字图像处理的方法,以及后期的空间算术运算计算相机的内参和外参。这种方法标定的精度高,适用于对精度要求高的应用场合,本文主要针对后者进行描述。
标定的概念:在图像测量过程以及机器视觉应用中,为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系,必须建立相机成像的几何模型,这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到,这个求解参数(内参、外参、畸变参数)的过程就称之为相机标定(或摄像机标定)。无论是在图像测量或者机器视觉应用中,相机参数的标定都是非常关键的环节,其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。因此,做好相机标定是做好后续工作的前提,提高标定精度是科研工作的重点所在。畸变(distortion)是对直线投影(rectilinear projection)的一种偏移。简单来说直线投影是场景内的一条直线投影到图片上也保持为一条直线。畸变简单来说就是一条直线投影到图片上不能保持为一条直线了,这是一种光学畸变(optical aberration),可能由于摄像机镜头的原因。
摘自:
对张正友标定方法的理解:
小孔成像模型:相机坐标系和图像物理坐标系之间的关系(和内参有关A)
相机坐标系和靶标坐标系之间的关系(相机外参 R,T)
图像像素坐标系和图像物理坐标系
最终,能得到靶标坐标系和图像像素坐标系之间的关系,-见公式(2.34)