机械臂--相机标定

什么是相机标定也是摄像机标定,标定也就是求解相机的内参和外参。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,这个求解参数的过程就称之为相机标定

相机的内参指:确定摄像机从三维空间到二维空间的投影关系
针孔摄像机模型为6个参数(f,κ,Sx,Sy,Cx,Cy); f为焦距;κ表示径向畸变量级,如果κ为负值,畸变为桶型畸变,如果为正值,那畸变为枕型畸变。Sx,Sy是缩放比例因子。对针孔摄像机来讲,表示图像传感器上水平和垂直方向上相邻像素之间的距离;

相机的外参指:决定摄像机坐标和世界坐标系之间的相对位置关系。
其中Pw为世界坐标,Pc是摄像机坐标,他们之间关系为

                           Pc = RPw + T

 式中,T= (Tx,Ty,Tz),是平移向量,R = R(α,β,γ)是旋转矩阵,分别是绕摄像机坐标系z轴旋转角度为γ,绕y轴旋转角度为β,绕x轴旋转角度为α。6个参数组成(α,β,γ,Tx,Ty,Tz)为摄像机外参。

为什么要相机标定?
计算机视觉的基本任务之一是从摄像机获取的图像信息出发计算三维空间中物体的几何信息,并由此重建和识别物体,而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是由摄像机成像的几何模型决定的,这些几何模型参数就是摄像机参数。在大多数条件下,这些参数必须通过实验与计算才能得到。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。

标定过程:
世界坐标系→相机坐标系→图像坐标系→像素坐标系
1.(世界坐标系和相机坐标系都是三维坐标系,通过旋转和平移得到)
2.(相机坐标系到图像坐标系是经过透视变换得到,根据小孔成像原理,将三维坐标转换为二维坐标)
3.(为什么要到相机坐标系,因为图像处理中是对像素点进行处理,其实图像坐标系和相机坐标系都是二维坐标系,只是单位不同,图像坐标系的单位是mm像素坐标系的单位为piexl,其中,图像坐标系原点在图像的中心,像素坐标系在图像的左上角,所以要进行转换,)
参考链接:https://blog.csdn.net/Vision_Eye/article/details/85369108
opencv3实现过程:
https://blog.csdn.net/qq_29422251/article/details/53945888
matlab实现过程:
https://blog.csdn.net/heroacool/article/details/51023921

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