相机标定技术详解：内参、外参与畸变参数

相机标定技术详解：内参、外参与畸变参数

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/yangdashi888/article/details/51356385

相机参数的分类与理解

相机参数主要分为三种：内参、外参和畸变参数。

相机内参

相机的内参数是六个参数：1/dx、1/dy、r、u0、v0、f。在OpenCV中，内参数通常表示为4个参数：fx、fy、u0、v0。实际上，fx=F*Sx，其中F是焦距，Sx是像素/毫米。将r设为零，实际上还是六个参数。

• dx和dy表示：x方向和y方向的一个像素分别占多少长度单位，即一个像素代表的实际物理值的大小。这是实现图像物理坐标系与像素坐标系转换的关键。
• u0和v0表示图像的中心像素坐标和图像原点像素坐标之间相差的横向和纵向像素数。

相机外参

相机的外参数有6个：三个轴的旋转参数（ω、δ、θ），以及三个轴的平移参数（Tx、Ty、Tz）。这些参数组合成一个3*4的矩阵，用于将图像坐标转换到标定纸坐标。

畸变参数

畸变参数包括5个系数：k1、k2、k3（径向畸变系数）和p1、p2（切向畸变系数）。

• 径向畸变：发生在相机坐标系转图像物理坐标系的过程中。主要包含桶形畸变和枕形畸变两种。真实照片中的表现如下：

• 切向畸变：发生在相机制造过程中，由于感光元平面与透镜不平行导致。这种畸变通常在成像仪被粘贴在摄像机时产生。

相机标定方法与意义

什么是相机标定

在图像测量和机器视觉应用中，为了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，需要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。求解这些参数的过程称为相机标定。

相机标定的意义

相机标定是图像测量和机器视觉应用中的关键环节。标定结果的精度直接影响后续工作的准确性。标定的主要目的是获取相机的内参、外参和畸变参数。

标定方法

相机标定主要有三种方法：

1. 线性标定方法：适用于不考虑相机畸变的情况。
2. 非线性标定方法：当镜头畸变明显时，需要引入畸变模型，通过非线性优化方法求解相机参数。
3. 两步标定法：Tsai的经典两步法，先求解外部参数，再求解内部参数。如果存在径向畸变，需要通过优化搜索求解。

相机坐标系

相机坐标系是连接图像物理坐标系与世界坐标系的桥梁。其坐标原点是镜头的光心，也是相机坐标系里的投影中心。