基于Matlab工具箱的摄像机标定_

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1、第32卷第6期实验室研究与探索Vol．32No．62013年6月ＲESEAＲCHANDEXPLOＲATIONINLABOＲATOＲYJun．2013基于Matlab工具箱的摄像机标定王建强，张海花(浙江师范大学工学院，浙江金华321004)摘要:在测量系统中，对摄像机进行标定是有效提高系统测量精度方法之一。通过借助1个2D的平面靶标，降低了标定时所需靶标的制作难度，使得靶标更易于携带。利用张正友的方法，首先，采用Matlab工具箱分别对CCD摄像机的内部、外部参数进行标定，获取CCD摄像机与世界坐标系的几何关系;其次，通过立体标定得到2台CCD摄像机之间的位置关系;最后，对1个标准的台

2、阶模型进行测量，该模型的左侧由多个平行平面组成，相邻平行平面之间的间距均为1．00mm，右侧为一斜面。通过实验实际测量，相邻平行平面间距离为0．99mm。关键词:机器视觉;双目视觉测量系统;摄像机标定中图分类号:O438文献标志码:A文章编号:1006－7167(2013)06－0037－03CameraCalibrationBasedonMatlabToolboxWANGJian-qiang，ZHANGHai-hua(CollegeofEngineering，ZhejiangNormalUniversity，Jinhua321004，China)Abstract:Thecamerac

3、alibrationisaneffectivewaytoimprovetheprecisionofmeasuringsystem．A2Dplanartargetisintroducedtosimplifythecomplicatedtargetforcalibration．TheintrinsicandextrinsicparametersoftheCCDcameraarecalibratedbytheMatlabtoolbox．ThepositionrelationbetweentwoCCDcamerasisgainedbystereo-calibration．Finally，amo

4、delconsistedoffourstepswithaneighboringheightof1．00mmandaninclinedplanewasalsomeasured．Themeasuredaverageheightbetweenneighboringstepsis0．99mm．Keywords:machinevision;stereo-visionmeasuringsystem;cameracalibration被称为摄像机标定。0引言1摄像机模型一套典型的双目视觉测量系统由2台CCD摄像［8-13］机、1台计算机组成。作为一套经典的光机电算一体如图1所示，理想情况下摄像机的成

5、像模型化系统，CCD摄像机的标定结果对保障系统测量精度可以用针孔模型表示，其中，XwYwZw为世界坐标系;起着决定性的作用。一般情况下，标定测量系统需要XcYcZc为摄像机坐标系。p点世界坐标(Xw，Yw，Zw)引入高精度的电动平移台等精密设备来标定系统，同与其摄像机坐标(Xc，Yc，Zc)之间的关系可表示为［1-4］时也引入很多不必要的误差。目前普遍采用的摄XXécùéwù［5-7］像机模型是针孔加畸变模型。根据参数的性质不êYú=ＲêYú+T(1)cwêúêú同，摄像机的基本参数可分为内参数和外参数，内参数ëZûëZûcw指主点位置、焦距、畸变系数、倾斜因子等摄像机本身式中:Ｒ为世

6、界坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵;T具有的参数;外参数是指摄像机在世界坐标系中的位为平移向量。置和方向。利用摄像机模型求解内、外部参数的过程由于摄像机存在光学系统的加工误差和装配误收稿日期:2013－01－04差，实际的成像系统与理想的针孔模型之间存在光学作者简介:王建强(1972－)，男，浙江杭州人，硕士，实验师，实验中畸变误差。镜头畸变主要有径向畸变和切向畸变。令心主任，主要从事实验室管理和机械电子方面研究。x=Xc/Zc，y=Yc/Zc，对摄像机坐标归一化，则径向畸Tel．:0579-82288685;E-mail:wjq@zjnu．cn38实验室研究与探索第32卷参数。在标定过

7、程中，假设摄像机内部参数始终不变，即不论摄像机从哪个角度拍摄靶标，摄像机内部参数都是常数，只有外部参数发生变化。在此双目视觉测量系统中，左右2个摄像机的内外参数分别为:图1摄像机模型变δxrδyr可表示为246δxr(x，y)=x(k1r+k2r+k3r+…){(2)246δyr(x，y)=y(k1r+k2r+k3r+…)图2二维平面靶标222式中:r=x+y;k1，k2，…为摄像机的径向畸变参量。(1)左侧摄像机内部参数。焦距fcl=［594