摄像机标定原理及源码VIP专享

计算机视觉摄像机标定实验报告 [实验名称] 基于OpenCV 的摄像机标定 [实验项目] 1、 学会使用 OpenCV 2、利用 OpenCV 进行摄像机标定，编程实现，给出实验结果及其分析。 [实验仪器设备]电脑+Visu al Stu dio 2010+openCV.2.4.8。 [实验原理] 1 、 理论知识 如图，（u、v）表示以像素为单位的图像坐标系的坐标，（X、Y）表示以 mm 为单位的图像坐标系的坐标，在 X、Y 坐标系中，原点 O1 定义在摄像机光轴与图像平面的交点，该点一般位于图像中心，但是由于制造原因，很多情况下会有偏移，若 O1 在 U、V 坐标系中坐标为（u0，v0）,每一个像素在 X 轴与 Y 轴方向上的无力尺寸为 dx、dy，则图像任意一个像素在两个坐标系下的坐标有如下关系： 如图，Oc 点为摄像机光心，Xc 轴和 Yc 轴与图像的X 轴与 Y 轴平行，Zc 轴为摄像机光轴，它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点，极为图像坐标系的原点，由点 Oc 与Xc、Yc、Zc 轴组成的直角坐标系称为摄像机坐标系，OOc 为摄像机焦距： 由于摄像机可以安放在环境中任意位置，所以在环境中选择一个基准坐标系来描述摄像机位置，并用它描述环境中任何物体的位置，该坐标系为世界坐标系。它有Xw 、Yw 和Zw 轴组成，摄像机坐标系与世界坐标系之间的关系可以用旋转矩阵与平移向量 t 来描述。 总体来说，世界坐标系到图像坐标系的关系可总结如下： 摄像头成像几何关系，其中Oc 点称为摄像头（透镜）的光心，Xc 轴和 Yc 轴与图像的x 轴和 Y 轴平行，Zc 轴为摄像头的光轴，它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点 O1 ，即为图像坐标系的原点。由点 Oc 与 Xc 、Yc 、Zc 轴组成的坐标系称为摄像头坐标系，Oc O1 的距离为摄像头焦距，用f 表示。 又称为线性摄像机模型，任何空间点M 在图像中的投影位置m，为光心Oc 与M 的连线OcM 与图像平面的交点。此时有比例关系如下： 将上面的世界坐标到摄像机坐标的转换代入，最后皆可以得到世界坐标系与摄像机坐标系之间的关系：alph=f/dx ， beta=f/dy ，分别代表了以 X 轴与Y 轴方向上的像素为单位表示的等效焦距。 gamma 在较高精度的相机模型中引入，表示图像平面中以像素为单位的坐标轴倾斜程度的量度，gamma=alpha*tan（theta） theta 是相机CCD 阵列 v 轴的偏斜角度。 由针孔模型我们可以知道，如果一直摄像机的内外参数，就知道投影矩阵 M,这时候对任何空间点就可以求...