计算机视觉实验五:标定相机参数

本文详述了一项使用手机vivo x6 plus进行的相机参数标定实验,涵盖了标定过程的原理和步骤。实验包括使用matlab和OpenCV进行相机内参和外参的计算,通过张正友方法处理单应性矩阵,解析图像坐标系到世界坐标系的转换。文章提供了实验的具体操作,如拍摄棋盘格图片、计算单应性矩阵,以及导出和分析相机参数。

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相机需要标定的参数通常分为内参和外参两部分。外参确定了相机在某个三维空间中的位置和朝向,如:旋转、平移;旋转矩阵和平移矩阵共同描述了如何把点从世界坐标系转换到摄像机坐标系。至于内参,可以说是相机内部的参数,如:相机焦距、畸变系数、像主点坐标
下面给出了内参矩阵,需要注意的是,真实的镜头还会有径向和切向畸变,而这些畸变是属于相机的内参的。
摄像机内参矩阵:

    fx    s    x0
K =  0    fy   y0
     0    0    1

其中,fx/fy为焦距,一般情况下相等,x0,y0是主点坐标,s为坐标轴倾斜参数,理想情况下为0。

旋转矩阵:描述了世界坐标系的坐标轴相对于摄像机坐标轴的方向
平移矩阵:描述了在摄像机坐标系下,空间原点的位置

一、实验内容

1、打印一张棋盘
2、对棋盘格拍摄若干张图片(10-20张)
3、运用张正友方法进行标定
要有实验结果和实验原理阐述
记得标明手机型号

二、实验原理

1、在视觉测量中,需要进行的一个重要预备工作是定义四个坐标系的意义,即 摄像机坐标系 、 图像物理坐标系 、 像素坐标系 和 世界坐标系(参考坐标系) 。

①世界坐标系(world coordinate system):用户定义的三维世界的坐标系,为了描述目标物在真实世界里的位置而被引入。单位为m。

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