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传统的摄像机标定

作者: admin 时间:2018-11-19 来源:未知
摘要:传统的摄像机标定: 传统的摄像机标定方法是使用最为普遍的标定方法,利用一个形状尺寸已知的物体作为标定物;用摄像机拍摄若干幅标定物的图片,通过计算二维图像点与三维空间点之...


传统的摄像机标定
 
传统的摄像机标定:

传统的摄像机标定方法是使用普遍的标定方法,利用一个形状尺寸已知的物体作为标定物;用摄像机拍摄若干幅标定物的图片,通过计算二维图像点与三维空间点之间的关系
来完成标定,通过对标定物的合理设计就可以得到高精度的结果。按照标定参照物与算法思路,该方法可以分成若干类,如基于3D立体靶标的摄像机标定、基于2D平面靶标的摄像机标定以及基于径向约束的摄像机标定等。

①基于3D立体靶标的摄像机标定

基于3D立体靶标进行摄像机标定是将一个3D立体靶标放置在摄像机前,靶标上每一个小方块的顶点均可作为特征点。每个特征点相对于世界坐标系的位置在制作时应精确测定
摄像机获得靶标上特征点的图像后,由于表现三维空间坐标系与二维图像坐标系关系的方程是摄像机内部参数和外部参数的非线性方程,如果忽略摄像机镜头的非线性畸变并把透视变换矩阵中的元素作为未知数,来给定一组三维控制点和对应的图像点,那么,就可以利用直接线性变换法来求解透视变换矩阵中的各个元素。所以,由靶标上特征点的世界坐标和图像坐标,即可计算出摄像机的内外参数。



传统的摄像机标定

 
②基于2D平面靶标的摄像机标定。

该方法又称为张正友标定法,这是一种适合应用的新型灵活方法。该方法要求摄像机在两个以上不同的方位拍摄一个平面靶标,摄像机和2D平面靶标都可以自由移动,且内部参数始终不变,假定2D平面靶标在世界坐标系中的Z=0,那么,通过线性模型分析就可计算出摄像机参数的优化七解,然后用基于于大似然法进行非线性求解。在这个过程中得出考虑镜头畸变的目标函数后就可以求出所需的摄像机内、外部参数。这种标定方法既具有较好的鲁棒性,又不需昂贵的精密标定块,很有实用性。但是,张正友方法在进行线性内外参数估计时,由于假定模板图像上的直线经透视投影后仍然为直线,进而进行图像处理,这样,实际上会引入误差,所以,该方法在广角镜畸变比较大的情况误差较大。



③基于径向约束的摄像机标定。

向一致约束)条件用小二乘法解超定线性方程,以求出除t2(摄像机光轴方向的平移)外的其他摄像机外参数,然后再在摄像机有和无透镜畸变两种情况下求解摄像机的其他参数Tsai方法的精度比较高,适用于精密测量,但它对设备的要求也很高,不适用于简单的标定。这种方法的精度是以设备的精度和复杂度为代价的。


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