摄像机标定方法与DLT变换解析

"DLT变换-相机标定PPT" 这篇文档主要介绍了相机标定的基本概念和过程，特别是在三维重建中的重要性。相机标定是计算机视觉领域的一个关键任务，目的是建立摄像机图像像素位置与场景点之间的关系，通过已知特征点的图像坐标来求解摄像机的内参和外参。 1、引言 相机标定的目的是进行三维重建，即从图像数据中恢复出空间点的三维坐标。这一过程涉及多个步骤，包括摄像机标定（单个摄像机）、图像对应点的确定（如双目视觉）以及摄像机运动参数的确定。摄像机坐标系、图像坐标系和世界坐标系之间的转换是标定的核心问题。 2、摄像机坐标系与图像坐标系 - 世界坐标系：全局参考系，用于描述物体在实际环境中的位置。 - 摄像机坐标系：以摄像机中心为原点，通常有X、Y、Z三个轴。 - 图像坐标系：由摄像机感光元件（如CCD或CMOS）的像素网格定义，以(u, v)表示像素位置。 3、坐标系转换 像素坐标到世界坐标的转换涉及摄像机内参和外参。内参数矩阵K包括焦距f、像素尺寸(d_x, d_y)以及主点坐标(c_u, c_v)。外参数包括旋转矩阵R和平移向量t，描述了摄像机相对于世界坐标系的位置和姿态。 4、DLT（Direct Linear Transformation）变换 DLT变换是一种线性方法，常用于求解摄像机的内参和外参。它基于一系列已知的对应点对，通过构造并解线性方程组来估计这些参数。这个方法消除了坐标系中的某些变量，简化了计算。 5、相机模型 相机模型通常采用针孔相机模型，其中像素坐标(u, v)可以通过将世界坐标(X, Y, Z)经过摄像机内参和外参的投影变换得到。在这个模型中，像素坐标可以通过齐次坐标表示，方便处理透视变形。 6、图像数字化 图像数字化过程中，像素的物理尺寸（d_x 和 d_y）是重要的考虑因素，它们影响了图像坐标系与实际尺寸的比例关系。 总结起来，这篇PPT详细讲解了相机标定的背景、目的以及实现方法，包括不同坐标系的定义、坐标转换的数学模型以及DLT变换在其中的作用。了解这些内容对于进行精确的三维重建和计算机视觉应用至关重要。