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2019年08月27日 15:50起源: 杭州蓝芯科技无限公司 >>进入该公司展台人气:1844


盘算机视觉的基础义务之一是从相机获取的图像信息动身盘算三维空间中物体的多少信息,并由此重修和辨认物体,而空间物体名义某点的三维多少位置与其在图像中对应点之间的彼此关联是由相机成像的多少模子决议的,这些多少模子参数就是相机参数。

在大少数条件下,这些参数经由过程试验与盘算才干失掉。无论是在图像丈量或许bti体育app利用中,相机参数的标建都是十分要害的环节,其标定成果的精度及算法的稳固性直接影响相机任务产生成果的正确性。
 

那么相机成像的多少模子又是什么呢?咱们从最简略的针孔相机模子提及,起首咱们回忆一下,初中物理中的小孔成像试验。
 

用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会构成物的倒像,咱们把如许的景象叫小孔成像。前后挪动旁边的板,像的巨细也会随之产生变更。

小孔成像的模子其实能够看作是针孔相机模子的基本。

 

如上图所示,相机坐标系为OC-XC-YC-ZC,OC为相机光心,ZC轴指向相机后方。实在天下中的一个点P,经由小孔OC投影后,落在物理成像立体o'-x-y(也称像立体坐标系)上,称为像点P'。

 

相机坐标到图像坐标
为了便利描写,咱们之后将把针孔相机模子对称翻转过去,如下图所示,从数学的角度,它们是等价的。

假设P在相机坐标系下的坐标为[Xc,Yc, Zc]T,P' 为[x,y]T,焦距为f。依据类似三角形有:

图像坐标系到像素坐标
此时与后面的坐标系变更差别,此时没有扭转变更,然而坐标原点地位纷歧致,巨细纷歧致,则计划伸缩变更及平移变更。

天下坐标到相机坐标
从天下坐标系变更到相机坐标系属于刚体变更,只须要停止扭转平移,不会产生伸缩变更。

物体之间的坐标系变更都能够表现坐标系的扭转变更加上平移变更,则天下坐标系到相机坐标系的转换关联也是如斯。绕着差别的轴扭转差别的角度失掉差别的扭转矩阵。如下:

于是能够失掉P点在相机坐标系中的坐标:

到此咱们曾经了解了相机的多少模子,这些多少模子的参数就是相机参数。

镜头畸变
对于径向畸变,因为它们都是跟着与核心之间的间隔增添而增添,因此能够用一个多项式函数来描写畸变前后的坐标变更:

在上式中,对于畸变较小的图像核心地区,畸变改正重要是k1 起感化;对于畸变较大的边沿地区,重要是k2 起感化。依据所用镜头,能够适当应用适合的校订系数。
对于切向畸变,能够使用别的的两个参数p1, p2 来停止改正:

 

综上,咱们一共须要5个畸变参数(k1、k2、k3、p1、p2 )来描写镜头畸变。
针孔相机模子中,只有断定相机参数和畸变参数就能够唯yi确实定针孔相机模子, 这个进程就称为「相机标定」。

一旦相机构造牢固,包含镜头构造牢固,对焦间隔牢固,咱们就能够用这些参数去近似这个相机。相机参数标定成果的精度会直接影响相机任务中发生成果的正确性。因而做好相机标定是后续任务的主要条件。

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那么相机成像的多少模子又是什么呢?咱们从最简略的针孔相机模子提及,起首咱们回忆一下,初中物理中的小孔成像试验。
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小孔成像的模子其实能够看作是针孔相机模子的基本。<\/p>

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如上图所示,相机坐标系为OC-XC-YC-ZC,OC为相机光心,ZC轴指向相机后方。实在天下中的一个点P,经由小孔OC投影后,落在物理成像立体o'-x-y(也称像立体坐标系)上,称为像点P'。<\/p>

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相机坐标到图像坐标<\/strong>
为了便利描写,咱们之后将把针孔相机模子对称翻转过去,如下图所示,从数学的角度,它们是等价的。<\/p>

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假设P在相机坐标系下的坐标为[Xc,Yc, Zc]T,P' 为[x,y]T,焦距为f。依据类似三角形有:<\/p>

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图像坐标系到像素坐标<\/strong>
此时与后面的坐标系变更差别,此时没有扭转变更,然而坐标原点地位纷歧致,巨细纷歧致,则计划伸缩变更及平移变更。<\/p>

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天下坐标到相机坐标<\/strong>
从天下坐标系变更到相机坐标系属于刚体变更,只须要停止扭转平移,不会产生伸缩变更。<\/p>

物体之间的坐标系变更都能够表现坐标系的扭转变更加上平移变更,则天下坐标系到相机坐标系的转换关联也是如斯。绕着差别的轴扭转差别的角度失掉差别的扭转矩阵。如下:<\/p>

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于是能够失掉P点在相机坐标系中的坐标:<\/p>

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镜头畸变<\/strong>
对于径向畸变,因为它们都是跟着与核心之间的间隔增添而增添,因此能够用一个多项式函数来描写畸变前后的坐标变更:<\/p>

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在上式中,对于畸变较小的图像核心地区,畸变改正重要是k1 起感化;对于畸变较大的边沿地区,重要是k2 起感化。依据所用镜头,能够适当应用适合的校订系数。
对于切向畸变,能够使用别的的两个参数p1, p2 来停止改正:<\/p>

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综上,咱们一共须要5个畸变参数(k1、k2、k3、p1、p2 )来描写镜头畸变。
针孔相机模子中,只有断定相机参数和畸变参数就能够唯yi确实定针孔相机模子, 这个进程就称为「相机标定」。<\/p>

一旦相机构造牢固,包含镜头构造牢固,对焦间隔牢固,咱们就能够用这些参数去近似这个相机。相机参数标定成果的精度会直接影响相机任务中发生成果的正确性。因而做好相机标定是后续任务的主要条件。<\/p>

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