摄像机标定

摄像机标定

1 图像采集系统的标定

根据机器视觉系统采集的图像数据来测量焊膏的三维信息,必须准确建立所采集的图像数据和实际物体对象间的成像模型。同时,图像采集系统不可避免地存在几何畸变。所以校正几何畸变,并得到检测对象的世界坐标就是图像采集系统标定的工作[5]。

标定中首先要确定图像采集系统的全部参数,包括系统内部的几何和光学特性,即内参数,以及摄像机坐标系相对于空间坐标系的位置关系,即外参数。确定参数后,根据采集的图像进行校正,并计算得到测量对象的世界坐标。

1.1 图像采集系统成像模型和模型参数

摄像机标定

图1、图像采集系统的成像模型

机器视觉中图像采集中用到四个坐标系:图像坐标系ICS (),r c 、成像平面坐标系IPCS ()','u v 、摄像机坐标系CCS (),,c c c x y z 和世界坐标系WCS (),,w w w x y z [6]。机器视觉采集得到的图像数据是直接用图像坐标系表示的,即图像上的像素行和列位置(),r c 。而被测物体对象的客观位置、大小、相互关系必须通过世界坐标系(),,w w w x y z 才能正确描述。这两个坐标系间的转换又要通过摄像机坐标系和成像平面坐标系。

世界坐标系与摄像机坐标系间的转换是一种平移加旋转的变换:

11121321

2223313233c w w x c w w y c w w z x x r r r x t y R y T r r r y t z z r r r z t ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ (3)

其中R 是旋转矩阵,与这两个坐标系间沿三个轴的旋转角度有关,T 是平移矩阵。三个旋转角度和

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