張正友標定法原理及實驗


接坐標系的轉換原理,研究了經典標定方法 — 張定友標定法

1.    標定原理

將標定棋盤格放在不同位置和角度進行拍攝,采集的圖片數不少於 3 張,一般選用15張左右。

1.   先通過圖像處理獲得棋盤格的角點,設其像素坐標為 ,設其世界坐標為X,Y,1,設 K 為相機內參矩陣,r__1_,r__2,_r__3 和t分別為相機坐標系相對於世界坐標系的旋轉矩陣和平移向量,棋盤格到圖像平面的單應性變換為:

其中設定的相機內參矩陣 ,單應性矩陣

2. 根據旋轉矩陣的性質: ,可以得出內參矩陣 K的約束條件,因為內參數矩陣有 5 個未知數,當采集的標定圖片數目≥3 時即可求出內參矩陣 K 。

3. 再根據內部參數與映射矩陣求出每幅采集的標定板圖像相對於基准圖像的旋轉矩陣R 與平移向量 t ,即外參矩陣的參數。對求得的參數根據極大似然原則進行優化,求出極大似然估計值。

4. 將每張圖像的控制點根據求解的參數重投影回三維空間,最小化與真實值的差異,建立非線性最小化模型,用LM(Levenberg-Marquardt)迭代算法優化參數。

2.    具體實驗步驟

1、打印一張模板並貼在一個平面上;

2、從不同角度拍攝若干張模板圖像;

3、檢測出圖像中的特征點;

4、求出攝像機的內參數;

5、求出畸變系數;

6、優化求值。


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