摄像机标定.ppt

基于平面靶标的摄像机标定 姓名XXX专业自动化年级08指导教师XXX 西南大学物理科学与技术学院2004级物理学3班hzx 课题概述 稳定线 中子滴线和质子滴线2 奇特核 晕核 皮核 单目摄像机标定RCHB 理论 核的电形状因子 1 电子与原子核的弹性散射 莫特截面双目摄像机标定射的平面波Born近似 电子散射的Eikonal近似 相对论分波展开法 提高标定精度的方法 计算结果与讨论 1 核电荷密度分布 总结和展望核电荷形状因子 框架Scheme 课题概述 学术背景以及研究意义无论是在图像测量还是在计算机视觉的其它应用中 摄像机成像参数的标定都是非常关键的环节 是计算机视觉系统的基本问题 其标定的精度直接影响后续视觉任务的性能 对摄像机标定问题的研究在理论和实践中都具有重要意义 基于不同的出发点和思路 学术界针对摄像机标定问题进行了广泛的研究 并取得了一系列成果 课题研究内容本文主要内容为讨论标定的基本原理和摄像机成像模型 然后利用opencv中的CalibrateCamera2函数 在VisualC 6 0平台开发出基于平面靶标的摄像机标定程序 并进行标定实验 然后找到产生误差的原因并找到减小误差的方法以进一步减小误差 单目摄像机标定 1 成像模型 来自于光源 如太阳 的光入射到物体表面并被表面反射 反射光进入人眼 最终导致了我们对颜色的感知 f OB为透镜的焦距m OC为像距n AO为物距 一般地由于于是这时可以将透镜成像模型近似地用小孔模型代替 针孔摄像机 2 坐标系之间的数学关系 3 畸变模型 Positionwithdistortion IdealPosition dr radialdistortiondt tangentialdistortion 径向畸变离心畸变薄透镜畸变 径向失真切向失真 4 标定参数 标定所需参数主要是主点坐标 焦距 切向畸变系数和径向畸变系数 5 程序实现 程序流程图 抓取并保存图像 提取角点 角点提取效果 保存角点提取效果 利用cvCalibrateCamera2函数进行标定 voidcvCalibrateCamera2 constCvMat object points constCvMat image points constCvMat point counts CvSizeimage size CvMat intrinsic matrix CvMat distortion coeffs CvMat rotation vectors NULL CvMat translation vectors NULL intflags 0 object points定标点的世界坐标image points定标点的图像坐标point counts向量 指定不同视图里点的数目 image size图像大小 只用在初始化内参数时 intrinsic matrix输出内参矩阵 A distortion coeffs向量 里面为形变参数k1 k2 p1 p2 rotation vectors旋转向量translation vectors里面为平移向量 cvCreatdMat 为摄像机的内外部参数 畸变系数 角点在世界坐标系的坐标值以及在图像坐标系中的坐标值分配内存存储空间 并给这些矩阵赋值 将角点在世界坐标系的坐标值以及在图像坐标系中的坐标值代入cvCalibrateCamera2 函数最后得到摄像机的内外部参数值 6 标定步骤 标定步骤 双目摄像机标定 1 双目摄像机模型 2 具体方法 双目标定首先要进行单目标定 得到左右相机的内参数和畸变参数 并在此基础上拍摄棋盘图像对 赋予每个角点相同世界坐标 这样可标定得到每路相机的外参数矩阵 进行变换可得到双目参数 R t 为了得到更高的精度 可从不同的角度拍摄 3 双目摄像机标定程序实现 程序流程图 为了能够对左右摄像机分别进行标定 采用了函数调用的方法 构造了voidfunc 函数该函数原型为voidfunc ifstream fin ofstream fout intSelectImageNum Matrix rotation matrix Matrix translation vector fin 图像文件的路径fout保存摄像头定标结果的文件SelectImageNum 用于进行外参数求解所选用的图像序号rotation matrix 旋转矩阵translation vector 平移矩阵 外参数的求解根据公式R RrRl 1 T Tr RrRl 1Tl 利用已经求出的矩阵参数 可以求解得到外参数R T 4 计算标定误差 5 标定实验过程 6 标定结果 左侧标定误差 右侧标定误差 提高标定精度的方法 外界条件光线过亮或过暗 标靶与背景对比度低 使所采集的图像质量较低 产生噪声 从而引起后面检测不到标靶 或检测精度低 造成标定精度低 光照不均匀 使得标靶过分过亮或过暗同样会造成所采集的图像质量降低 产生噪声 从而也会引起检测不到标靶 或检测精度低 造成标定精度降低 因此应该在光照条件较好的环境下进行 既不能过暗 也不能过亮 由摄像机标定原理可知 标定过程中图像坐标和世界坐标的精度是直接影响摄像机标定精度的因素 所以在图像坐标当中标靶特征点的检测精度也是很重要的 其次就是标靶上特征点的加工精度为了使标定板的特征点更加精确 绘制时采用的是Photoshop绘制棋盘格标定板 总结与展望 1 总结 本文基于opencv开发出的程序可以提取到用于标定的图像 计算出摄像