双摄像机立体视觉系统三维标定与验证

"双摄像机立体视觉系统的标定 (2013年)，张明，顾锐锐，朱李核，胡晓明，徐锡镇，浙江工业大学学报，2013年10月，第41卷第5期" 在计算机视觉领域，双摄像机立体视觉系统是一种重要的技术，用于获取场景的三维信息。本文主要讨论了一种用于这种系统的标定方法，以实现精确的三维图像再现。标定过程是确保立体视觉系统有效工作的关键步骤，因为它可以消除相机固有的失真并确定相机间的相对位置。 该方法涉及将点在四个坐标系之间进行转换，这四个坐标系包括每个相机的像素坐标系、相机的成像平面坐标系、相机的物方坐标系以及世界坐标系。转换过程中用到的矩阵包括内部参数矩阵（描述相机镜头的光学特性，如焦距、主点位置等）和外部参数矩阵（描述相机相对于世界坐标系的位置和姿态）。此外，还需要考虑相机的畸变参数，如径向畸变和切向畸变，这些都是由于镜头非理想性导致的图像失真。 在实验中，研究人员使用了传统的棋盘格图案作为标定对象，左右两个摄像机分别拍摄9组不同的图像。棋盘格提供了已知的三维点，可以用于计算相机的内外参数。通过运行C++编写的软件，可以解算出这些矩阵和畸变参数。软件会进行特征检测、匹配和几何校正等一系列处理，最终得到准确的标定结果。 完成标定后，为了验证其有效性，作者进行了立体匹配实验。立体匹配是计算两个不同视角下相同物体点对应关系的过程，进而可以估算出深度信息。通过比较实际的三维点云与标定后计算出的点云，可以评估标定的精度和可靠性。 这篇论文的贡献在于提供了一个实用的双摄像机立体视觉系统标定方案，并通过实验展示了其在立体匹配中的良好表现。这对于自动驾驶、机器人导航、虚拟现实和工业检测等应用领域具有重要意义。同时，这种方法也对其他基于立体视觉的系统提供了一种可参考的标定流程。