资源描述：
《相机标定误差因素分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、相机标定误差因素分析2012年第1期(总第117期)信息通信1NFORMATIoN&COMMUNICATIoNS2012(Sum.Noll7)相机标定误差因素分析尹洪涛，刘成，李一兵，鲁光泉,刘文超(1•装甲兵工程学院，北京1000722清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京10084;3.北京航空航天大学汽车工程系，北京10083)摘要:分析了影响相机标定精度的一些主要因素，并给岀了在这些因素影响下世界坐标重投影误差的分布曲线.仿真及实验表明在非线性相机模型的线性标定方法中，世界坐标的测量精度对相机标定精度有较大影响,标定图片数量15.20幅较合适•对和机标定中合理制作标定板，
2、选择标定图片数量，快速高精度标定相机提供了有益帮助.关键词:相机标定;误差;因素分析屮图分类号:0242.2文献标识码:A文章编号:1673.1131(2012)01.0028.03AnalysisofFactorsontheErroroftheCameraCalibrationAbstract:Inordertoimprovetheaccuracyofcameracalibration,thefactorsthatinfluenceitmustbeconsidered.Somemainfactorsareanalysedcomprehensively.Thecurvesofthedistr
3、ibutionoftheerrorofthefeaturepoints'restructureofthesefactorsareobtained.ComputersimulationandrealdataexperimentsdemonstratethatiUthelinearcalibrationmethodofnonlinearcam.eramodel,theprecisionofthefeaturepoints'coordinatesinfluencethecalibrationaccuracytoagreatextent;Theappropriatecalibratedimagenu
4、mberisbetweenl5and20.Theresearchmayprovidereferenceformodelplanesmaking.calibratedimagenumberdeterrninationandefficientcarneracalibrating.Keywords:CameraCalibration;Errors;FactorAnalysis0引言标定是计算机视觉屮最关键，最基本的一步，标定精度及其稳定性对机器精度影响较大•在传统的相机标定方法中张正友提出的非线性相机模型的线性标定方法”具有精度高，稳定，标定板容易制作，标定统一的特点,便于工业化的大规模生产，因此
5、应用范围广泛.在具体应用中有必要对其进行深入的讨论和分析，以进一步提高其标定的精度和速度,并降低成本.在传统标定方法中，影响相机标定精度的因素有很多，主要有世界坐标精确度(标定板的打印和测量精度)，特征点的数目，特征点的提取精度，标定图片的数量，图片拍摄的角度等m.本文以英特尔公司开发的OpenCV为基础，研究了标定板测量误差，特征点数量，标定图片数量等因素对相机内外部参数标定精度的影响，以提高相机标定的精度和速度.1和机标定模型在传统的相机模型中共有4套坐标系:世界坐标系(00,,,2)是物体点P的三维世界坐标，是由用户自己定义的湘机坐标系(,,,)是以相机光心为原点，以垂直于图像平面的相
6、机光轴为乙轴,xc轴和轴平行于图像平面；图像的物理坐标系【O,X,Y);(,)和【J分别为图像上显示的坐标和畸变侨正后的像点物理坐标;(为像点的像素坐标系•空间物点P到像点P的转换就通过这4套坐标系经过3次转换而得来的•根据理想的小孔成像模型，可表示为：料0出000000]10Lool[lOOlOJr式(1)中:，分别为感光器件上X和1,方向上像素点间的距离;U.,v.分别为光轴与成像平面交点的像素坐标;，28分别为镜头x和1,方向的有效焦距，其单位是像素.尺为世界坐标系到相机坐标系的3x3矩阵・t为世界坐标系到相机Z=0,记单应性矩阵H=1啊】=lr2t]，乂可罔单应性矩阵H把靶标上的点同
7、图像上的点联系起来,H为3x3.每一幅图像都最多只有一个单应性矩阵.一个单应达8个参数•利用从不同视场拍摄多次拍摄(理论上至少两次)图片计算出多个单应性矩阵，利用最小二乘原理可以计算出相机的内外部参数•有了准确的单应性矩阵H才能进一2影响标定精度的因素分析2.1标定板的测量误弟及特征点的提取对标定精度的影响对一幅图像上的i(i=l,2,3,4,-.-)个特征点有(2)式,从中可以看岀，特征点的提取精度和世界坐
