基于OpenCV的双目摄像机标定技术研究_王长元

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《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》范文

《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》篇一一、引言在三维重建、机器视觉、立体测量等领域中，双目立体视觉技术具有重要地位。

而为了获得高精度的双目视觉系统，准确的相机标定是必不可少的步骤。

本文旨在研究基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法，通过分析棋盘格和圆标定物的特点，结合双目相机的成像原理，提出一种高效、准确的标定方法。

二、相关技术背景2.1 棋盘格标定法棋盘格标定法是计算机视觉中常用的一种相机标定方法。

该方法通过拍摄包含棋盘格的图像，并检测棋盘格的角点位置来获得相机的内参和外参。

由于棋盘格具有明显的特征点，易于被检测和定位，因此该方法具有较高的精度和稳定性。

2.2 圆标定物法圆标定物法是一种基于圆特征的相机标定方法。

该方法通过拍摄包含圆标定物的图像，并检测出圆心位置来获得相机的参数。

与棋盘格相比，圆标定物具有更好的旋转不变性和尺度不变性，能够更好地适应不同的拍摄环境和角度。

三、基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法3.1 棋盘格与圆标定物的结合本文将棋盘格和圆标定物相结合，提出一种新的双目相机标定方法。

该方法首先利用棋盘格标定法获取相机的初始参数，然后通过拍摄包含圆标定物的图像，利用圆心位置对相机参数进行进一步优化。

3.2 标定过程（1）准备阶段：制作棋盘格和圆标定物，并将其放置在双目相机的视野范围内。

（2）拍摄阶段：分别拍摄包含棋盘格和圆标定物的图像，并确保图像清晰、无畸变。

（3）角点与圆心检测：利用计算机视觉算法检测棋盘格的角点位置和圆标定物的圆心位置。

（4）参数估计：根据检测到的角点和圆心位置，利用相机成像原理和双目立体视觉技术，估计相机的内外参数。

（5）参数优化：利用非线性优化算法对相机参数进行优化，以提高标定的精度和稳定性。

四、实验与分析为了验证本文提出的基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法的可行性和有效性，我们进行了大量的实验和分析。

实验结果表明，该方法能够有效地提高双目视觉系统的精度和稳定性，具有较高的实用价值。

《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》

《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》篇一一、引言随着计算机视觉技术的不断发展，双目相机系统在机器人导航、三维重建、物体识别等领域得到了广泛应用。

为了实现双目相机的精确标定，本文提出了一种基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法。

该方法通过棋盘格和圆标定物，结合双目相机的成像原理，实现了对双目相机系统的精确标定，提高了三维重建的精度和可靠性。

二、双目相机成像原理双目相机系统通过模拟人眼的立体视觉原理，利用两个相机从不同角度获取同一场景的图像信息，从而实现对场景的三维重建。

为了实现精确的三维重建，需要对双目相机系统进行精确的标定。

三、棋盘格标定方法棋盘格标定方法是一种常用的双目相机标定方法。

该方法通过在棋盘格上放置已知尺寸的方格，利用双目相机从不同角度拍摄棋盘格图像，提取出棋盘格上的角点信息，从而实现对双目相机的标定。

该方法具有简单易行、操作方便等优点，但在标定过程中需要保证棋盘格的平移和旋转运动能够覆盖足够大的空间范围，否则可能导致标定结果的不准确。

四、圆标定物标定方法圆标定物标定方法是一种基于圆形的标定方法。

该方法通过在标定物上放置已知尺寸的圆形标记点，利用双目相机从不同角度拍摄标定物图像，提取出圆形标记点的中心位置信息，从而实现对双目相机的标定。

该方法具有更高的灵活性，可以在任意形状的平面上进行标定，并且可以通过增加标记点的数量和改变其在空间中的分布来提高标定的精度和可靠性。

五、基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法本文提出的基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法，结合了棋盘格和圆标定物的优点。

首先，利用棋盘格进行初步的标定，获取双目相机的初始参数。

然后，利用圆标定物进行进一步的精标定，通过增加标记点的数量和改变其在空间中的分布来提高标定的精度和可靠性。

在标定过程中，我们采用了一种迭代优化的算法，通过对不同角度下提取的角点和圆形标记点的中心位置信息进行迭代优化，实现对双目相机参数的精确估计。

基于OpenCV的双目立体视觉测距_摄像机标定

基于OpenCV的双目立体视觉测距_摄像机标定论文导读::双目立体视觉模型。

摄像机标定。

立体匹配采用OpenCV库中的块匹配立体算法。

目前的测距方法主要有主动测距和被动测距两种方法。

论文关键词:双目立体视觉，摄像机标定，立体匹配，测距(一)引言基于计算机视觉理论的视觉测距技术是今后发展的一个重要方向，它在机器人壁障系统、汽车导航防撞系统等领域有着广泛的应用前景。

目前的测距方法主要有主动测距和被动测距两种方法。

论文采用的是被动测距法。

被动测距法是在自然光照条件下，根据被测物体本身发出的信号(如光信号)来测量距离，主要包括立体视觉测距法、单目测距法、测角被动测距法等[1]。

立体视觉测距法是仿照人类利用双目感知距离信息的一种测距方法，直接模拟人的双眼处理景物，简便可靠，但该方法的难点是选择合理的匹配特征和匹配准则[2]。

双目立体视觉系统采用两台摄像机同时从两个不同视点获取同一景物的多幅图像，即立体图像对，通过测量景物在立体图像对中的视差，再利用双目视觉成像原理就可以计算出目标到摄像机的距离。

立体匹配采用OpenCV库中的块匹配立体算法，在得到摄像机参数和匹配点后再利用最小二乘法即可算出三维信息。

(二)双目立体视觉模型首先介绍双目视觉所涉及到三个坐标系:世界坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系。

世界坐标系中的点坐标记为，摄像机坐标系用表示。

图像坐标为摄像机所拍摄到的图像的二维坐标，一般有两种表示方法:是以像素为单位的图像坐标，是以毫米为单位的图像坐标。

建立以毫米为单位的图像坐标是因为坐标只表示了像素在数字图像中的行数和列数，并没有表示出该像素在数字图像中的物理位置[3]论文范文。

图1为平行双目视觉模型，即参数相同的两个摄像机平行放置，两光轴互相平行且都平行于z 轴，x 轴共线摄像机标定，两摄像机光心的距离为B(即基线距)。

图中O1、O2为左右两摄像机的焦点，I1 、I2为左右摄像机的像平面，P1 、P2 分别是空间点P(X,Y,Z)在左右像平面上的成像点，f是摄像机的焦距。

《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》

为了实现双目相机的精确标定，本文提出了一种基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法。

该方法通过棋盘格和圆标定物对双目相机进行联合标定，提高了标定的精度和鲁棒性。

二、相关技术概述2.1 双目相机标定原理双目相机标定是通过建立相机之间的几何关系，从而实现对三维空间中物体的精确测量。

通常使用一系列已知尺寸和形状的物体（如棋盘格）作为参考物进行标定。

2.2 棋盘格和圆标定物特点棋盘格作为一种常用的标定工具，具有结构简单、易于制作和识别等特点。

而圆标定物则具有较高的几何特征，能够提供更多的信息用于相机标定。

三、基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法3.1 棋盘格的标定步骤首先，在双目相机系统中放置棋盘格，并确保棋盘格在相机的视野范围内。

然后，通过相机拍摄棋盘格图像，提取出棋盘格的角点信息。

最后，根据角点信息计算相机的内外参数，完成棋盘格的标定。

3.2 圆标定物的标定步骤将圆标定物放置在双目相机系统中，并拍摄圆标定物的图像。

然后，利用图像处理技术提取出圆心坐标信息。

根据圆心坐标信息和已知的圆半径，可以计算出相机的透视变换矩阵，进而实现相机的精确标定。

3.3 联合标定过程在完成棋盘格和圆标定物的单独标定后，将两者的结果进行融合，以实现双目相机的联合标定。

通过比较和分析棋盘格和圆标定物在双目相机系统中的位置关系，可以进一步优化相机的内外参数，提高标定的精度和鲁棒性。

四、实验与分析为了验证本文提出的基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法的可行性和有效性，我们进行了实验分析。

实验结果表明，该方法能够有效地提高双目相机的标定精度和鲁棒性，为后续的三维重建、物体识别等任务提供了可靠的相机参数。

五、结论本文提出了一种基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法。

该方法通过联合使用棋盘格和圆标定物进行双目相机的精确标定，提高了标定的精度和鲁棒性。

《2024年基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》范文

《基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法研究》篇一一、引言在三维重建、机器视觉、立体测量等应用中，双目相机技术被广泛应用。

其标定技术则是影响其测量精度与可靠性的关键因素之一。

目前，针对双目相机的标定方法主要分为传统标定方法和自标定方法。

其中，传统标定方法因其标定精度高、稳定性好而受到广泛关注。

本文提出了一种基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法，通过优化算法提高标定精度和效率。

二、相关工作传统的双目相机标定方法通常使用高精度的三维标定物，如棋盘格等。

然而，这些方法在复杂环境下存在一定局限性，如标定物制作难度大、对光照条件敏感等。

近年来，一些研究者开始尝试使用圆标定物进行双目相机标定，这种方法具有制作简单、对光照条件不敏感等优点。

但如何将这两种标定方法有效地结合起来，提高标定精度和效率，仍是一个待解决的问题。

三、方法本文提出的基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法，主要包括以下步骤：1. 制作棋盘格和圆标定物：棋盘格用于初步标定双目相机的内外参数，圆标定物则用于进一步提高标定精度。

2. 棋盘格初步标定：将棋盘格放置在双目相机的视野中，通过图像处理技术提取棋盘格的角点信息，计算出双目相机的初步内外参数。

3. 圆标定物进一步优化：将圆标定物放置在已知的空间位置，通过双目视觉系统检测圆心位置。

利用最小二乘法等方法对双目相机的内外参数进行优化，提高标定精度。

4. 优化算法设计：采用迭代算法和最小二乘法相结合的方法，对双目相机的内外参数进行迭代优化，提高标定效率。

四、实验与分析为了验证本文提出的基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法的可行性和有效性，我们进行了多组实验。

实验结果表明，该方法能够有效地提高双目相机的标定精度和效率。

与传统的标定方法相比，该方法具有更高的鲁棒性和实用性。

五、结论本文提出了一种基于棋盘格和圆标定物的双目相机标定方法，通过优化算法提高了标定精度和效率。

实验结果表明，该方法具有较高的鲁棒性和实用性。

opencv里双目系统标定方法

opencv里双目系统标定方法
双目视觉标定，真的有那么重要吗？
说实话，标定双目系统就像是给相机配上一副“眼镜”。

只有
眼镜配得准，看得才清楚。

所以，标定双目视觉系统，就是为了让
它更准确地“看”世界。

标定是个啥样的过程？
标定啊，简单来说，就是通过一系列操作，给相机找出它的
“眼睛”参数。

比如，它看东西的焦距、畸变，还有它跟世界之间
的位置关系。

听说张氏标定法挺火的？
对啊，张氏标定法就像是个“网红”方法。

它用个棋盘格模板，拍拍照片，就能算出相机的参数。

简单、快速，而且效果还不错。

Tsai两步法是不是也很厉害？
Tsai两步法啊，听起来就像是那种“老江湖”的方法。

它分两
步来，先大概算算，再精细调整。

虽然现在已经有些新方法比它更火，但在相机标定的历史上，它可是个里程碑。

标定要注意哪些事儿？
标定啊，可得小心点儿。

照片得拍清楚，数量也得够。

相机别动，不然结果就歪了。

最后，还得验证一下参数准不准，别白忙一场。

标定完了能干啥？
标定完了，相机就“开光”了，能更准确地看世界。

立体匹配、三维重建，啥都能干。

就像给你配了副好眼镜，看什么都清晰多了。

所以啊，标定双目视觉系统，真的挺重要的。

得好好对待，别
马虎了事儿。

基于OpenCV和本质矩阵的双目立体视觉摄像机标定方法

基于OpenCV和本质矩阵的双目立体视觉摄像机标定方法蓝福明;杨宜民【期刊名称】《自动化与信息工程》【年(卷),期】2012(33)6【摘要】为克服传统标定过程复杂、不适用于现场操作等弱点，采用基于OpenCV 和本质矩阵的双目视觉摄像机标定方法。

该方法利用OpenCV编程在线标定摄像机的内部参数，通过图像对应特征点匹配，结合极线约束方程，线性求解出本质矩阵，从而快速地得到摄像机的外部参数。

实验结果表明，该标定算法简单快速，可适用于户外场合的标定。

% Most traditional approaches for stereo sensors calibration often require accurate calibration objects and complex procedures, which limit their capability in out-door work. The paper of binocular vision camera calibration method works on OpenCV and essential matrix. The method uses the program of OpenCV to calibrate the parameters of camera's internal on line. Equation of the essential matrix is formed by finding matched points in the image-pair, combined with the epipolar constraint and solved linearly. The internal parameters of the camera are rapidly got. The experimental results show that the calibration algorithm is simple and fast, and can apply to calibrate the occasion of out-door.【总页数】4页(P4-7)【作者】蓝福明;杨宜民【作者单位】广东工业大学自动化学院;广东工业大学自动化学院【正文语种】中文【相关文献】1.基于OpenCV的双目摄像机标定 [J], 袁利;刘海华;陆雪松2.基于 OpenCV 的双目摄像机标定技术研究 [J], 王长元;邢世蒙3.基于MATLAB与OpenCV相结合的双目立体视觉测距系统 [J], 汪珍珍;赵连玉;刘振忠4.基于OpenCV的双目立体视觉测距 [J], 罗丹;廖志贤5.基于OpenCV的双目立体视觉监控跟踪系统 [J], 万智萍;叶仕通因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于OpenCV改进的摄像机标定法

ＫｅｙＷｏｒｄｓｃａｍｅｒａｍｏｄｅｌ，ｌｅｎｓｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ，ＯｐｅｎＣＶ，ｃａｍｅｒａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒＴＰ３９】
ＷＡＮＧＣｈａｎｇｙｕａｎＨＯＵＪｉｎｇ
（Ｘｉ ’ ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａ１Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｘｉ ’ ａｎ７１００２１）
ＡｂｓｔｒａｃｔＦｏｒｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎｃａｍｅｒａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｏｎｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｅｏｐｅｎｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎｌｉｂｒａｒｙＯｐｅｎＣＶａｎｄｃａｍｅｒａｍｏｄｅｌａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｃａｍｅｒａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＯｐｅｎＣＶｉｓｇｉｖｅｎ．ＴｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｍａｋｅｓｆｕｌｌｕｓｅｏｆｔｈｅＯｐｅｎＣＶｌｉｂｒａｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｈｉｇｈｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉ — ｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｓｔｅｒｅｏｖｉｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．

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图３双目立体成像原理图
如图３所示为双目立体成像原理图。左摄像
２３９４
王长元等：基于ＯｅｎＣＶ的双目摄像机标定技术研究ｐ
第４２卷
机坐标系为ＯＣ１－图像坐标系为ｏＸＣ１ＹＣ１Ｚｘ１Ｃ１，ｉ１－有效焦距为ｆ有摄像机坐标系为ＯＣ２－ＸＣ２ＹＣ２ｙ１，１；图像坐标系为ｏ有效焦距为ｆＺｘ２ｙＣ２，ｉ２－２，２。由摄像机透视变换模型可以分别得到左、右两个摄像机中摄像机坐标与图像坐标之间的关系。而ＯＣ１－ＸＣ１ＹＣ１ＺＸＣ２ＹＣ２ＺＣ１坐标系与ＯＣ２－Ｃ２坐标系之间相互位置关系可以通过空间转换矩阵Ｍｌｒ表示为
２２）］ｘｘ＋［２ｒ＋２ｘｐｙ＋ｐｃｏｒｒｅｃｔｅｄ＝１２（２２（）ｒ＋２＋２ｘ］３ｙｙ＋［ｐｙ）ｐｃｏｒｒｅｃｔｅｄ＝１（２因此，共有五个需要的畸变参数：ｋｋｐ１，２，１，
双目立体视觉一般由双摄像机从不同角度同时获取同一景物的两幅数字图像，基于视差原理即可获
６］。得物体的三维几何信息［
摄像机标定是实现双目立体视觉三维模型重构中最基本且最关键的一步。摄像机标定的目的是为了确定摄像机的几何位置、属性参数和建立成像模型以及确定世界坐标系中物体的点与它在图
（）西安工业大学西安７１００２１
＊
摘要摄像机标定技术作为双目立体视觉领域的一个基础性研究课题，具有很大的理论研究价值和实际应用价值。论文围绕双目立体视觉中的双目摄像机标定技术，分析基于ＯｅｎＣＶ的双目摄像机标定的方法。基于ＯｅｎＣＶ的双目摄ｐｐ像机标定比传统的定标技术更为灵活，并且具有不错的定标精度。关键词摄像机标定；双目立体视觉；ＯｅｎＣＶｐ：／中图分类号ＴＰ３９１ＤＯＩ１０．３９６９９７２２．２０１４．１２．０３８．ｉｓｓｎ１６７２－ｊ
摄像机标定的方法有很多，大致可以分为传统的摄像机标定和摄像机自标定。传统的摄像机标定技术需要有特定的定标参照物，根据摄影集合方面
］２。例如１的理论直接计算摄像机参数［９７１年Ａｂ－
２相机标定原理
空间中任意一点到图像像素坐标系上对应的
阵，称为投影矩阵；由于Ｍ１由 α ｕｖ α ｘ、０、０决定，ｙ、称这些参数ｕｖ α α ｘ、０、０只与摄像机内部参数有关，ｙ、为摄像机内部参数；Ｍ２由摄像机相对于世界坐标系的方位决定，称为摄像机外部参数。０ｕ α ｘ００烄烌故，摄像机的内部参数为０ α 自由０，０ｙｖ００１０烆烎ｒ１ｒ２ｒ３ｔ１烄烌烄烌；、ｒｒｒ度为４外部参数为Ｒ４５６ｔ２，３ ×３＝３ ×１＝ｔ
根据世界坐标与摄像机坐标之间的旋转、平移关系，摄像机坐标与图像物理坐标之间的相似三角形的正比关系，图像物理坐标与图像像素坐标之间比例关系可得图像像素坐标与世界坐标之的平移、
３］。见式（）。间的关系［１
切向畸变是由于透镜制造上的缺陷使得透镜可以用两个另外本身与图像平面不平行而产生的，的参数ｐｐ１、２来描述：
３］。成像点之间的关系可以表示如图１所示［
ｄｅｌｚｉｚ和Ｋａｒａｒａ提出的线性变换法、１９８６年Ｔｓａｉ－Ａ提出的两步法。摄像机自标定技术灵活性强，不需是一种对环境具有很强适应性的标定技要标定块，术，利用多幅图像之间的对应关系就可以得出摄像
１引言
摄像机标定是摄像机测量与真实三维世界测量的联系桥梁，其目的就是要建立三维世界坐标与
１］。摄像机标二维图像坐标之间的一种对应关系［
、机参数。在２０世纪９０年代由ＦａｕｅｒａｓＭａｂａｎｋ等ｇｙ提出。ＯｅｎＣＶ中采用的是介于传统标定方法和自ｐ标定方法之间的一种方法，由张正友提出，称作张
计算机与数字工程
２３９３
分别为世界坐标标定过程中用到三个坐标系，系、摄像机坐标系和图像坐标系。如图２所示。
）由于机从而引起透镜的径向畸变；是那么规范，２械方面的原因，很难做到使得透镜与成像仪完全平由整个摄像机的组装而引起的畸变就是透镜的行，
３］。切向畸变［
一般我们考虑前四个畸变参数。ｋｐ２，３，即ＯｅｎＣＶ提供了一个直接使用的矫正算法，ｐ）输入原始图像和由函数ｃ得ｖＣａｌｉｂｒａｔｅＣａｍｅｒａ２（到的畸变系数。
（）
（）１
４双目摄像机标定原理
５］。只有当摄像坐标系中对应的像点之间的关系［
像机被准确标定之后，才能根据二维图像平面中的坐标推导出对应物体的三维空间的实际位置。
ｒｒｒ烆７８９烎
。自由度为６
ｔ３烆烎
３透镜的畸变及校正
理论上讲，透镜是不应该引起任何畸变的，但现实中没有完美的透镜。应其畸变的原因主要有）由于制造方面的原因，两点：使得透镜的形状不１
径向畸变现象来源于 “ 筒形” 或“ 鱼眼” 影响。其原因是远离透镜中心的光线弯曲比靠近中心的严重。成像仪中心的畸变为０，随着向边缘移动，畸变越来越严重：
图２常用坐标系关系图
２４６）ｘｘ（１＋ｋｒ＋ｋｒ＋ｋｒｃｏｒｒｅｃｔｅｄ＝１２３２４６）（）１＋ｋｒ＋ｋｒ＋ｋｒ２ｙｙ（ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ＝１２３这里（是畸点在成像仪上的原始位置，ｘ，ｙ）２２２（是校正后的新位置，ｘｒ＝ｘ＋ｙｙ。ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ，ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ）