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1、第30卷第1期机器人ROBOTVol.30,No.12008年1月Jan.,2008文章编号:100220446(2008)01200852063一种基于任意点对的相机标定方法钟志光,赵一鸣,林雪明(宁波大学科学技术学院,浙江宁波315211)摘要:提出了一种基于任意点对的几何标定方法,用于标定相机外部参数.该方法考虑点对而不是单个点与相机的几何关系.首先根据三个标定点对估计旋转矩阵,然后根据相机和一个点对的几何关系直接计算平移向量.整个标定过程无需任何点对的绝对位置信息,而且对点对的位置关系也没有任何限制.试验结果表明了该方法的有效性.关键词:相机标定;外部标定;运动估计;姿态估计中
2、图分类号:TP24文献标识码:AACameraCalibrationMethodBasedonArbitraryPointPairsZHONGZhi2guang,ZHAOYi2ming,LINXue2ming(CollegeofScience&Technology,NingboUniversity,Ningbo315211,China)Abstract:Thispaperpresentsasimplegeometricapproachforcalibratingextrinsiccameraparametersfromarbitrarypointpairs.Theproposedmet
3、hodconsidersthegeometricrelationshipsbetweenacameraandthepointpairsinsteadofanindivid2ualpoint.Itfirstlyestimatestherotationmatrixaccordingtothreepointpairs,thendirectlycalculatesthetranslationvectorfromthegeometricrelationshipsbetweenthecameraandonepairofthepoints.Thewholecalibrationprocessdoes
4、nptneedtheabsolutepositioninformationofanypointpairs,anditdoesnptexertanyrestrictionsonthepositionrelationshipsamongthepointpairs.Experimentalresultsshowtheeffectivenessoftheproposedapproach.Keywords:cameracalibration;extrinsiccalibration;motionestimation;poseestimation1引言(Introduction)但外部相机参数不得
5、不频繁地标定.对这些应用,可以假设内部相机参数已经被很好地标定,剩下的任相机标定在计算机视觉、机器人和自动化以及计算机集成制造系统等领域有重要应用.几十年来,务是如何有效地标定外部相机参数,因为这些参数大量的研究者一直致力于提出快速有效的算法来解会随着运动或别的影响因素而不停地变化.因此,提决这一问题.这些努力开始于摄影测绘学研究领域,出一种快速有效的外部相机参数标定方法是非常必并体现在随后的计算机视觉研究领域.要的.[1,2]已有技术可以大致分为两组:摄影测绘标定本文针对上述应用,提出了一种根据相机和标[3,4]和自标定.前者观察一个标定参照物且该参照物定点对之间的几何关系标定外部相
6、机参数的方法.的三维空间信息是精确已知的.这些方法需要昂贵该方法首先根据三个标定点对计算旋转矩阵,但不的标定仪器和精心的试验设计.后者不需要任何标需要任何关于点对的精确三维信息.这与大多数已定目标,但由于有许多参数需要估计,不能保证总得[5]有标定方法不同,也是该方法的一个很有吸引力的到可靠的标定结果.大多数已有方法都强调完全特征,因为旋转矩阵的计算是外部参数标定的关键.的相机标定,即同时标定相机内部和外部参数.然而,在许多应用中,如机器人视觉、车辆导航计算出旋转矩阵后,下一步是根据相机与一个标定以及视觉安全系统等,内部相机参数只需标定一次,点对的几何关系计算平移向量.这一步要求一个而
7、3基金项目:科技部技术创新基金资助项目(06C26213311210);浙江省教育厅高校科研计划资助项目(20061653).收稿日期:2007-03-2186机器人2008年1月且只需一个标定点对的相对位置信息是已知的.整sin<,那么R可以写成个标定过程不需要任何标定点的绝对三维信息.与R=RZ(θ)RY(<)RX(ω)已有标定方法相比,该方法所要求的已知信息是非c
