- 准备工作
• 棋盘格图案: 选择一个标准的棋盘格图案,通常是黑白相间的方格,方格的尺寸已知(如每个方格的边长为 a)。
• 相机: 用于拍摄棋盘格图案的相机。
• 标定软件: 如 OpenCV 提供的 calibrateCamera 函数。 - 拍摄棋盘格图像
• 使用相机从不同的角度和位置拍摄棋盘格图像。确保拍摄角度不同,图像中棋盘格的姿态和距离都有所变化,以便获得足够的信息来进行准确的标定。 - 提取角点
• 图像处理: 在每张棋盘格图像中,使用图像处理技术(如边缘检测和角点检测)来提取棋盘格的角点。这些角点是计算相机参数的基础。
• 角点排序: 将提取的角点按照棋盘格的规则进行排序,以确保它们在图像中的位置与实际的棋盘格一致。 - 相机标定
• 构建世界坐标系: 假设棋盘格在一个平面上,定义棋盘格角点的实际世界坐标系。例如,棋盘格的每个角点可以在世界坐标系中表示为 (x, y, 0),其中 x 和 y 是角点在棋盘格中的位置,0 表示平面上的 z 坐标。
• 相机内外参估计: 使用棋盘格角点的图像坐标和世界坐标来估计相机的内参(焦距、主点位置、径向畸变系数等)和外参(相机相对于棋盘格的位置和姿态)。 - 校验与优化
• 重投影误差: 计算标定后的相机模型在每张图像中的重投影误差,即实际角点位置与根据标定模型计算出的角点位置之间的差异。
• 优化: 使用优化算法(如最小二乘法)调整相机参数,以最小化重投影误差,达到更精确的标定结果。 - 应用
• 标定结果: 通过标定得到的相机内参和外参可以用于各种计算机视觉任务,如三维重建、物体检测、姿态估计等。
变化棋盘格的姿态和距离可以提高标定的精度。不同的姿态和距离提供了相机在各种角度和深度下的视角,从而能够更全面地估计相机的畸变和内外参数。这样做能减少系统误差,提高标定结果的鲁棒性和准确性。
相机的畸变和内外参数对于图像的准确性和应用至关重要。畸变参数(如径向和切向畸变)用于修正图像中由于镜头引起的形变,使图像更接近实际场景。内参(如焦距和主点位置)定义了相机的成像特性,而外参(如相机的位置和姿态)描述了相机相对于世界坐标系的位置和方向。这些参数对于计算机视觉任务(如三维重建、物体检测)至关重要,能提高视觉系统的精度和稳定性。
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