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更新时间:2023-08-17 13:38:49

为什么视觉相机需要校准标定

相机标定是描述相机与世界坐标系之间关系的一种技术。这是摄影测量中的重要一步,也是计算机视觉系统中的重要一步。


相机标定是指测量相机的内外参数,以建立图像坐标系与世界坐标系之间的联系。标定结果可用于计算物体在世界坐标系中的三维坐标,也可用于计算两幅图像在不同时刻的变换关系。


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标定过程通常需要一个可靠的参考系,可以用来测量相机的内部和外部参数。通常情况下,一个已知的大小和形状的对象被用来构建一个参考框架,用于测量相机的内在和外在参数。这个物体叫做标定板,标定板上有一定数量的已知特征点,可以用来测量相机的内部参数和外部参数。


在摄影测量中,定标是建立图像坐标系与世界坐标系之间联系的重要步骤,从而提高图像处理的准确度和精密度。此外,在计算机视觉中,标定也是一个必不可少的步骤,它可以用来计算物体在世界坐标系中的三维坐标,也可以用来计算两幅图像在不同时刻之间的变换关系,从而实现移动轨迹等。因此,相机标定是一项非常重要的技术,在摄影测量和计算机视觉系统中起着重要的作用。


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标定的目的:找到相机的内在和外在参数,以及畸变参数,确定现实世界中的一个三维点与其在标定后的相机拍摄的图像中对应的二维投影(像素)之间的确切关系。


内在参数:如相机/镜头系统镜头的焦距、光学中心和径向畸变系数等。

外部参数:这是指相对于一些世界坐标系的相机的方向(旋转和平移)。

相机标定方法包括:传统相机标定方法、主动视觉相机标定方法、相机自标定方法。


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不同相机的特性和放置位置对世界坐标点与计算机图像像素点的连接有着决定性的影响。这些自身的特性和布局可以用一系列的参数来描述。虽然这些参数可以通过直接测量相机来获得,但通常使用相机作为测量设备来确定它们更方便。要做到这一点,就必须知道一组参考点(它们在相应坐标系中的坐标是已知的),并利用这些已知点来获取相机的参数。


很多流行库都包含相机标定,比如halcon,matlab,opencv等,都有函数支持。比较流行的标定方法是张有正的棋盘标定法,它主要用于针孔相机模型,不适用于鱼眼、广角/全景相机模型。

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