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《第三章 摄像机标定ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、摄像机标定是指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和世界坐标求解摄像机的模型参数。摄像机需要标定的模型参数分为内部参数和外部参数。3.1基于3D立体靶标的摄像机参数标定将一个如图所示的3D立体靶标放置在摄像机前，靶标上每一个小方块的顶点均可作为特征点。基于3D立体靶标上特征点直接求解摄像机线性和非线性模型参数是较为传统的方法。对于每一个特征点，其相对于世界坐标系的位置在制作时应精确测定。摄像机获取该靶标上特征点的图像，由靶标上特征点的世界坐标和图像坐标即可计算出摄像机的内外参数。Whatcuesinthei
2、mageprovide3Dinformation?Shading(阴影)Recovering3DfromimagesTexture（纹理）Focus（焦点）Motion（运动）ShapeFromXX=shading,texture,focus,motion,...Multi-ViewGeometry3DWorldPointsCameraOrientationsCameraCenters3DWorldPointsCameraCentersCameraIntrinsicParametersCameraOrientationsCameraOrientations（外方
3、位）:相机的透视中心坐标[x,y,z]和相机的方位角(,,)CameraIntrinsic（内方位）Parameters:principalpiont（主点）[u,v]andprincipallength（主距）(f)andsomelens’sdistortionparameters（透镜畸变参数）scenepointopticalcenterimageplaneGivesreconstructionasintersectionoftworays1)worldcoordinatesystem(O-Xw,Yw,Zw)A(XW,YW,ZW)S1S22)imag
4、eplanecoordinatesystem(X,Y)3)imagespacecoordinatesystem(S-x,y,z)a1(X1,Y1)a2(X2,Y2)fthedirectionofZisthedirectionoftheprincipalrayoflensA(x,y,z)relationshipofimageplanecoordinatesystem(X,Y)andimagespacecoordinatesystem(S-xyz)ImageplaneVirtualimagexzfXobjectplanerelationshipofimageplan
5、ecoordinatesystem(x,y)andimagespacecoordinatesystem(S-XYZ)Sa(x,y)A(x,y,z)fzCalibration（标定）questions:1.Howmanytargetpointsareneededatleast?2.Howmanycamerasareneededatleast?3.parametersmijhaveanyphysicssignificance?4.Whatfunctionsdoestheaccuracyofsystemrelateto?一、线性模型摄像机标定摄像机线性模型如下：如果靶
6、标上有n个特征点，并已知它们的空间坐标与它们的图像点坐标，我们可以采用直接线性变换（DirectLinearTransformation,DLT）方式来解出M矩阵元素。对于n个特征点，则有2n个关于M矩阵元素的线性方程:M矩阵乘以任意不为零的常数并不影响与的关系，因此，可以定，得到关于Ｍ矩阵其它元素的2n个线性方程，未知元素的个数为11个，记为11维向量m,上式可简写成其中，K为左边矩阵；m为未知的11维向量；U为右边的2n维向量；K,U为已知向量。对于上式，可以利用线性方程组的常规解法求出M矩阵。当时，我们可用最小二乘法求出上述线性方程的解为结论：由空间6个以
7、上已知点与它们的图像点坐标，可求出M矩阵。在一般的标定工作中，靶标上上有数十个已知特征点，使方程的个数大大超过未知数的个数，从而用最小二乘法求解以降低误差造成的影响。作业题：根据给定靶标坐标以及像面点坐标，求解投影M矩阵。求出M矩阵后，还需要算出摄像机的全部内外参数。由下式将M矩阵与摄像机内外参数的关系写成比较上式两边可知，由于是正交单位矩阵的第三行，，因此，从求出。由以下式子可求得讨论：（1）M矩阵中各参数的物理意义：M矩阵代表了摄像机参数，但这些参数没有具体的物理意义，称为隐参数（implicitparameter）。在许多应用场合（如立体视觉），计算出M矩
8、阵后，不必要再分解求出摄
