相机标定影像拍摄说明共47页文档
第五章 摄像机标定1
2）基于交比不变的摄像机畸变系数标定 • 特点：将畸变参数单独进行标定
• 优点：算法简单，与其它内外部参数分离 • 缺点：误差受样本点的影响
3、摄像机传统标定方法
3.1、DLT方法 3.2、RAC方法 3.3、张正友的平面标定方法(ICCV, 1999)
3.1、直接线性变换（DLT变换）
Abdal-Aziz和Karara于70年代初提出了直接线性变 换像机定标的方法，他们从摄影测量学的角度深入 的研究了像机图像和环境物体之间的关系，建立了 像机成像几何的线性模型，这种线性模型参数的估 计完全可以由线性方程的求解来实现。
摄像机标定
1、引言：什么是摄像机标定 2、摄像机标定方法的分类 3、传统摄像机标定方法
1、引言
摄像机标定的目的：三维重建
三维重建：摄像机标定的主要目的，也是计算机视觉的最 主要的研究方向. (Marr 1982)，所谓三维重建就是指从图象 出发恢复出空间点三维坐标的过程。
摄像机标定：建立摄像机图像像素位置与场景点位置之间 的关系，其途径是根据摄像机模型，由已知特征点的图像 坐标求解摄像机的模型参数。 三维重建的三个关键步骤 •摄像机标定：单个像机 •图象对应点的确定：双目
消去 s，可以得到方程组:
p X p Y p Z p p uX p uY p uZ p u 0 1 1 w 1 w 2 1 w 3 1 4 3 1 w 3 2 w 3 3 w 3 4 p X p Y p Z p p uX p uY p uZ p u 0 2 1 w 2 w 2 2 w 3 2 4 3 1 w 3 2 w 3 3 w 3 4
当已知 N个空间点和对应的图像上的点时，可以得到一个 含有2* N个方程的方程组：
数码相机产品说明书数码相机摄影技巧与设置
数码相机产品说明书数码相机摄影技巧与设置数码相机产品说明书数码相机是一种高科技产品，它的出现极大地方便了我们拍摄照片的方式。
本产品说明书将帮助用户了解数码相机的基本操作和功能，并介绍一些摄影技巧和设置，以帮助用户更好地运用数码相机进行拍摄。
一、产品概述数码相机是一种通过电子技术将光学图像转化为数字信号的设备。
它采用高像素的图像传感器，能够捕捉更多的细节和色彩，拍摄出更加清晰、生动的照片。
数码相机还具备图像存储、预览和编辑功能，让用户能够随时查看和处理拍摄的照片。
二、基本操作1. 开机与关机在使用数码相机之前，先确保相机已插入足够的电池或连接稳定的电源。
按下电源按钮，相机将进入待机状态，此时可以拍照、浏览照片等操作。
长按电源按钮，相机将完全关机。
2. 拍摄模式选择数码相机通常配备多种拍摄模式，如自动模式、人像模式、风景模式等。
用户可以根据拍摄场景选择合适的模式，以获得更好的拍摄效果。
拍摄模式一般通过菜单或旋转拨盘进行选择。
3. 对焦与取景通过按下快门按钮中途，数码相机将进行自动对焦，然后按下底部的快门按钮完全拍摄。
在对焦时，用户可以通过取景窗口预览实时图像，调整构图和焦点位置。
4. 存储与传输数码相机通常采用内置存储卡或外置存储卡（如SD卡）进行图像存储。
用户在拍摄时，照片将被存储在存储卡中，稍后可通过数据线或读卡器将照片传输到计算机或其他设备中进行处理和分享。
三、摄影技巧1. 光线利用光线是摄影的灵魂，合理利用光线可以拍摄出更加生动、丰富的照片。
在拍摄时，可以选择在早晨或傍晚阳光柔和的时候进行，避免在强烈日光下拍摄产生过曝或阴影。
同时，可以尝试利用逆光或侧光来增加照片的层次和表现力。
2. 构图与角度构图是照片的基本要素之一，合理的构图可以吸引观众的注意力和表达拍摄主题。
在拍摄时，可以遵循“三分法则”或“黄金分割法则”，将主体放置在画面的适当位置。
同时，多尝试不同的拍摄角度，如高角度、低角度或特殊角度，以寻找独特的视觉效果。
相机标定的步骤
相机标定的步骤
相机标定是计算机视觉和机器人学中常用的一种技术，旨在计算相机的内部参数和外部参数，以便更精确地测量和分析图像。
以下是相机标定的步骤：
1. 准备标定板：选择一个具有已知尺寸和形状的标定板，如棋盘格标定板或圆点标定板。
2. 拍摄标定板图像：将标定板放在不同的姿态下拍摄多张图像，以便从多个角度捕捉标定板的形状和位置。
3. 检测标定板角点：使用图像处理算法检测标定板上的角点，以便计算相机的畸变参数。
4. 计算内部参数：通过已知的标定板尺寸和拍摄角度，计算相机的内部参数，如焦距和中心点位置。
5. 计算外部参数：通过已知的标定板姿态和角点位置，计算相机的外部参数，如旋转矩阵和平移向量。
6. 验证标定结果：将标定结果应用于其他图像或真实场景中，并验证其精度和稳定性。
相机标定是一项复杂的工作，需要使用专业的相机标定软件和算法。
但是，它是许多计算机视觉和机器人学应用中不可或缺的一步，能够提高测量和分析的准确性和精度。
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相机标定
Based on reflector column：基本思想：在一个场景中的一个垂直柱面上，设置由许多反射目标组成的试验区域。
下图显示的是在桥桩上贴反射片的例子。
目标应该(1)覆盖照相机的垂直视场；(2)在深度上有一定的变化。
也就是说，反射体不能被放置在和照相机主轴正交的平面内。
右图显示的是反射片覆盖在一个视场范围内的垂直带上的照相机图像。
The image below shows an indoor scene with9下面图像显示的是一个室内场景，在大约3m的距离内的一个柱体上分布了9个反射片，在大约8m的距离内有7个反射片，在大约相距13m处有一个反射片。
通过一次闪光拍摄，所有目标都可以在一幅图像中清晰显示出来。
单个校准视场，不能精确确定照相机校准参数。
但是因为照相机是固定在扫描仪的旋转部分上的，可以记录下一系列的图像，并且从所有图像上提取出的反射标靶覆盖了照相机的整个视场，由此能给出一个非常好的校准视场。
通常校准视场是通过全站仪进行测量的。
因为激光扫描仪通过进行精密扫描（像结点扫描），能够在它自身坐标系统中提供高精度的标靶位置，因此不需要用全站仪进行测量。
因此如上面所描述的，通过放置许多标靶，可设置一个试验视场，将顶部固定有照相机的扫描仪，放置在试验视场前面，开始一个新的校准任务。
Creating the new camera-calibration-task：创建一个新的照相机校准任务在一个现存的工程（Project）中建立一个新的照相机校准任务或首先创建一个新的工程。
可通过在CAMERA节点上点击右键，从菜单中选择新的校准（反射柱面）。
你将被提示选择一个初始照相机校准和一个初始的Mounting校准。
可以从下拉列表中选择或从其他工程中导入calibration（举例来说，默认的工程――在设置RiSCAN PRO时可以拷贝过来）。
这个校准用于任务的初始化。
初始校准越准确，数据采集越简单，整个校准任务也越快。
单目摄像机标定方法
单目摄像机标定方法《嘿，单目摄像机标定秘籍来啦！》嘿，我的好哥们儿/好姐妹儿！今天我来给你唠唠单目摄像机标定这个神奇的事儿，这可是我的独家秘籍哦！首先啊，咱得准备好工具，就像你出门得带钥匙一样重要。
咱得有个标定板，这玩意儿就像是单目摄像机的好朋友，能帮它找到自己的定位。
然后呢，把这个标定板放好，放得稳稳当当的，可别让它东倒西歪的，不然单目摄像机都不知道该咋对焦啦！这就好比你走路，路要是歪歪扭扭的，你不得摔跟头啊。
接下来，就是让单目摄像机开始工作啦！让它对着标定板一顿猛拍，就像你看到好吃的猛吃一样。
哈哈，别笑，真的很形象好不好！这时候单目摄像机就会把标定板的各种信息都记录下来。
在这过程中啊，你可得注意了，别让什么奇怪的东西挡在摄像机前面，不然它就像被人蒙上了眼睛，啥都看不清啦。
我跟你说，我有一次就不小心把我的臭袜子扔到镜头前面了，哎呀妈呀，那拍出来的都是啥呀！拍完之后呢，就得开始分析这些照片啦。
这就像是你考试完了要改卷子一样。
看看单目摄像机拍得清不清楚，有没有啥问题。
然后根据这些照片和一些专业的软件，算出各种参数。
这可有点像解方程，你得一步一步来，不能着急。
这时候你可能会问啦，“哎呀，这么多参数，我咋记得住啊？”嘿嘿，别担心，你就把它们想象成你喜欢的明星的电话号码，肯定能记住！哈哈，开个玩笑啦。
算完参数之后，可别以为就大功告成了哦！还得检验一下呢。
就像你做好了一道菜，得尝尝味道对不对。
如果检验没问题，那恭喜你，你成功掌握了单目摄像机标定的方法啦！要是有问题，别着急，咱再重新来一遍，就当是复习了。
总之呢，单目摄像机标定就是这么个事儿，听起来好像很复杂，其实只要你按照我说的步骤一步一步来，肯定能学会。
就像走路一样，一步一步走稳了，就能走到目的地。
好啦，我的好哥们儿/好姐妹儿，赶紧去试试吧！祝你成功哦！。
相机成像及标定知识
摄像机几何1.摄像机重要参数焦距f光圈：光圈越小图像越清晰、图像越暗内参矩阵K2成像方式相似三角形法P=[xy z ]→P′=[x′y′]{x′=z′xz y′=z′yz由于镜头采用透镜，光线在远离透镜中心的地方会产生弯曲，故透镜存在径向畸变。
3.坐标变换包含偏置、单位变换等, P是相机坐标系下的世界坐标，P’是像素坐标1.偏置：像素坐标一般为从左上角为(0,0)，而焦距中心（图片中心）坐标为(c x,c y)，故要将成像坐标转换为图像像素坐标需要偏置（P→P’）：(x,y,z)→(f xz+c x,fyz+c y)2.单位变换：世界坐标系、焦距单位为m，像素坐标系为pixel，其要转换，需乘系数k, l（单位pixel/m），分别对应x, y轴（P→P’）。
(x,y,z)→(fk xz+c x,flyz+c y)⇔(αxz+c x,βyz+c y)4.齐次坐标P h 是相机坐标系下世界坐标的齐次坐标，P h ’是像素坐标齐次坐标，齐次坐标与普通坐标变换如下：[xy ⋮w]坐标变换↔ [ x w y w ⋮1]P h ’:(x,y )⇒[x y 1]⇒[ αx z +c x βy z +c y 1]转齐次⇒ [αx +c x z βy +c y z z ]=[α0C x 00βC y 0010][x y z 1]上式最右侧为P h ，注意式中x , y , z 在变换过程中代表的不同意义。
5.其他处理上述均为理想情况，通常，还需要一些变换处理。
（1）摄像头偏斜：相机x,y 轴夹角不是严格90°，如为θ转换矩阵变为：P ′=[α−αcot θC x 0β/sin θC y 0010][x y z 1]6.投影矩阵上式中，称[α−αcot θC x 0β/sin θC y 001]为投影矩阵，记为M ，M 可变化如下：M =K [I,0],其中称K 为相机内参，K =[α−αcot θC x0β/sin θC y 001]内参决定的是相机坐标系下空间点到像素点的转换。
最详细、最完整的相机标定讲解
最详细、最完整的相机标定讲解最近做项⽬要⽤到标定，因为是⼩⽩，很多东西都不懂，于是查了⼀堆的博客，但没有⼀个博客能让我完全能看明⽩整个过程，绝⼤多数都讲的不全⾯，因此⾃⼰总结了⼀篇博客，给⾃⼰理⼀下思路，也能够帮助⼤家。
（张正友标定的详细求解还未完全搞明⽩，后⾯再加）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（内参、外参、畸变参数）的过程就称之为相机标定（或摄像机标定）。
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。
畸变（distortion）是对直线投影（rectilinear projection）的⼀种偏移。
简单来说直线投影是场景内的⼀条直线投影到图⽚上也保持为⼀条直线。
畸变简单来说就是⼀条直线投影到图⽚上不能保持为⼀条直线了，这是⼀种光学畸变（optical aberration）,可能由于摄像机镜头的原因。
相机的畸变和内参是相机本⾝的固有特性，标定⼀次即可⼀直使⽤。
但由于相机本⾝并⾮理想的⼩孔成像模型以及计算误差，采⽤不同的图⽚进⾏标定时得到的结果都有差异。
⼀般重投影误差很⼩的话，标定结果均可⽤。
坐标转换基础在视觉测量中，需要进⾏的⼀个重要预备⼯作是定义四个坐标系的意义，即摄像机坐标系、图像物理坐标系、图像像素坐标系和世界坐标系（参考坐标系）。
⼀、图像坐标系(x,y)⾄像素坐标系(u,v)1.两坐标轴互相垂直此时有2.⼀般情况，两轴不互相垂直此时有写成矩阵形式为：⼆、相机坐标系(Xc,Yc,Zc)⾄图像坐标系(x,y)(根据⼩孔成像原理，图像坐标系应在相机坐标系的另⼀边，为倒⽴反向成像，但为⽅便理解和计算，故投影⾄同侧。
相机标定流程
相机标定流程
1.搜集图像：需要使用到高质量、不同角度的图像。
可以使用标准的棋盘格或其他标定物体。
2.提取角点：使用算法来提取每张图像中的角点，以查找相邻棋盘格之间的交叉点。
3.计算相机内参：通过角点坐标和已知的标定物体尺寸计算相机的内参（主点、焦距、畸变系数等）。
4.计算相机外参：在三维世界坐标系的参考下，利用单个图像中的物体对相机位置姿态的估计，并通过变换矩阵进行位置和姿态矫正，计算出相机在世界坐标系中的外参。
5.优化标定结果：可以利用非线性优化的方法对上述结果进行校正，以获得更精确的内参和外参。
6.验证标定结果：使用标定后的相机来采集新的图像数据，并通过重构三维点坐标的过程来验证标定结果的准确性和可靠性。
7.应用标定结果：将标定结果应用于计算、视觉检测、3D重建、机器人控制、虚拟仿真等各种应用中。