影响摄像机标定的因素

秋水伊人

摄像机标定是指确定摄像机的几何和光学参数，以及摄像机相对于世界坐标系的方位。摄像机标定精度是用重投影误差来表示，即根据标定结果计算世界坐标点的成像点坐标与真实的图像点坐标的差值，而摄像机的标定精度的大小，直接影响着机器视觉系统的精度。

影响摄像机标定精度的主要因素有以下几个方面：

1、图像处理算法：

当选择的成像数学模型一定时，图像坐标和世界坐标的精度是直接影响摄像机标定精度的因素。

2、标靶精度：

图像坐标：标靶特征点的图像处理检测精度，目前系统采用子像素检测技术，达到误差小于0.02个像素的精度。

标靶：特征点加工精度，系统标靶加工精度误差小于0.1mm。并进行二次测量获取更高精度的特征点坐标值。

3、相机镜头标靶硬件搭配：

    ①同样视场范围内相机的分辨率越大，标定精度越高；

    ②镜头决定视场范围，标靶大小小于视场的1/5时会减小摄像机的标定精度。

4、操作技巧：

    ①将标靶放在测量区域内，调节好镜头焦距和光圈，使标靶能够清晰成像；

    ②标定是将标靶放在测量区域内进行标定，在哪儿测量在那儿标定；

    ③标定时标靶处于静止状态或小幅度的晃动，减少由于相机的曝光时间引起的运动模糊造成的误差；

    ④使标靶尽可能多的放置在系统测量范围内不同位置进行标定；

    ⑤在测量范围的深度方向上（Z方向）有一定的平移，或绕X轴和Y轴有一定的旋转；

5、外界环境干扰：

    ①光线过亮或过暗，标靶特征圆与背景对比度低，会引起检测不到标靶，或检测精度低；

    ②光照不均匀，使得标靶部分过亮或过暗会也引起检测不到标靶，或检测精度低；

    摄像机标定可以分为传统的摄像机标定方法和摄像机自标定方法两大类。传统的摄像机标定需要标定参照物，基本方法是在一定的摄像机模型下，通过对特定标定参照物进行图像处理，为了提高计算精度，还需确定非线性畸变校正参数，并利用一系列数学变换公式计算及优化，来求取摄像机模型内部参数和外部参数。而自标定法利用摄像机本身参数之间的约束关系来标定，相对于传统方法有更好的灵活性和实用性。

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