相机标定 matlab

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matlab 相机标定代码 摄像机标定(Camera calibration)简单来说是从世界坐标系换到图像坐标系的过程,也就是求最终的投影矩阵的过程。 [1]基本的坐标系: 世界坐标系; 相机坐标系; 成像平面坐标系; 像素坐标系 [2]一般来说,标定的过程分为两个部分: 第一步是从世界坐标系转为相机坐标系,这一步是三维点到三维点的转换,包括R,t(相机外参,确定了相机在某个三维空间中的位置和朝向)等参数; 第二部是从相机坐标系转为成像平面坐标系(像素坐标系),这一步是三维点到二维点的转换,包括K(相机内参,是对相机物理特性的近似)等参数; 投影矩阵 : P=K [ R | t ] 是一个3×4矩阵,混合了内参和外参而成。 P=K[Rt] 二.基本知识介绍及 1、摄像机模型 Pinhole Camera模型如下图所示: 摄像机模型与标定 - 小企鹅 - 企鹅的博客 是一个小孔成像的模型,其中: [1]O点表示camera centre,即相机的中心点,也是相机坐标系的中心点; [2]z轴表示principal axis,即相机的主轴; [3]q点所在的平面表示image plane,即相机的像平面,也就是图片坐标系所在的二维平面; [4]O1点表示principal point,即主点,主轴与像平面相交的点; [5]O点到O1点的距离,也就是右边图中的f,即相机的焦距; [6]像平面上的x和y坐标轴是与相机坐标系上的X和Y坐标轴互相平行的; [7]相机坐标系是以X,Y,Z(大写)三个轴组成的且原点在O点,度量值为米(m); [8]像平面坐标系是以x,y(小写)两个轴组成的且原点在O1点,度量值为米(m); [9]像素坐标系一般指图片相对坐标系,在这里可以认为和像平面坐标系在一个平面上,不过原点是在图片的角上,而且度量值为像素的个数(pixel); 2、相机坐标系→成像平面坐标系 [1]以O点为原点建立摄像机坐标系。点Q(X,Y,Z)为摄像机坐标系空间中的一点,该点被光线投影到图像平面上的q(x,y,f)点。 图像平面与光轴z轴垂直,和投影中心距离为f (f是相机的焦距)。按照三角比例关系可以得出: x/f = X/Z y/f = Y/Z ,即 x = fX/Z y = fY/Z 以图像平面的左上角或左下角为原点建立坐标系。假设像平面坐标系原点位于图像左下角,水平向右为u轴,垂直向上为v轴,均以像素为单位。 以图像平面与光轴的交点O1 为原点建立坐标系,水平向右为x轴,垂直向上为y轴。原点O1一般位于图像中心处,O1在以像素为单位的图像坐标系中的坐标为(u0, v0)。 像平面坐标系和像素坐标系虽然在同一个平面上,但是原点并不是同一个。 摄像机模型与标定 - 小企鹅 - 企鹅的博客 设每个像素的物理尺寸大小为 dx * dy (mm) ( 由于单个像素点投影在图像平面上是矩形而不是正方形,因此可能dx != dy), 图像平面上某点在成像平面坐标系中的坐标为(x, y),在像素坐标系中的坐标为(u, v),则二者满足如下关系:[即(x, y)→(u, v)] u = x / dx + u0 v = y / dy + v0 用齐次坐标与矩阵形式表示为: 摄像机模型与标定 - 小企鹅 - 企鹅的博客 将等式两边都乘以点Q(X,Y,Z)坐标中的Z可得: 摄像机模型与标定 - 小企鹅 - 企鹅的博客 将摄像机坐标系中的(1)式代入上式可得: 则右边第一个矩阵和第二个矩阵的乘积亦为摄像机的内参数矩阵(单位为像素),相乘后可得: (2) 和(1)式相比,此内参数矩阵中f/dx, f/dy, cx/dx+u0, cy/dy+v0 的单位均为像素。令内参数矩阵为K,则上式可写成: 摄像机模型与标定 - 小企鹅 - 企鹅的博客 (3) 三.相机内参K(与棋盘所在空间的3D几何相关) 在计算机视觉中,摄像机内参数矩阵 其中 f 为摄像机的焦距,单位一般是mm;dx,dy 为像元尺寸;u0,v0 为图像中心。 fx = f/dx, fy = f/dy,分别称为x轴和y轴上的归一化焦距. 为更好的理解,举个实例: 现以NiKon D700相机为例进行求解其内参数矩阵: 就算大家身边没有这款相机也无所谓,可以在网上百度一下,很方便的就知道其一些参数—— 焦距 f = 35mm 最高分辨率:4256×2832 传感器尺寸:36.0×23.9 mm 根据以上定义可以有: u0= 4256/2 = 2128

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姥爷不出门 什么东西啊,不知道怎么用
2018-10-29
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qq_42850369 感谢这个资源,虽然这次写论文没用到,但留着以后应该有用
2018-08-09
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