高精度相机标定：真实圆心坐标驱动的算法提升

本文主要探讨了一种高精度的相机标定方法，针对传统的基于圆点阵二维平面靶标的标定技术存在的问题，即椭圆中心并非真实圆心投影像点，这可能导致标定精度的降低。该方法的核心是通过逆向投影技术来精确计算圆心的真实图像坐标，以此提高相机参数的准确性。 首先，文章概述了现有的标定流程，即使用椭圆中心提取法进行平面相机标定。这种方法依赖于对拍摄的标靶图像中的椭圆形状进行分析，但这种直接提取的椭圆中心存在误差，因为它并不反映圆心的实际投影位置。 为了解决这个问题，作者提出了一个迭代的标定算法。其关键步骤包括：1）使用现有的椭圆中心提取方法进行初步标定；2）利用已知的标定参数和原始图像，通过逆向投影技术生成一个虚拟的物理标靶图像。在这个虚拟标靶上，由于其接近圆形，可以更准确地提取出圆心坐标；3）将虚拟圆心坐标转换为物理空间的坐标值，并将其重新投影回原图像中，作为真实圆心像点的坐标用于进一步的标定过程；4）这个过程会进行多次迭代，直至达到满意的标定精度为止。 通过模拟和实际实验，结果显示，这种基于真实圆心图像坐标计算的方法显著提高了相机标定的精度，提升幅度大约达到一倍。这样的高精度相机参数对于三维重建和视觉测量等应用至关重要，能够提供更精确的图像数据处理基础。 本文的研究贡献在于提出了一种有效的改进方法，解决了传统相机标定中的精度问题，为高质量的计算机视觉任务提供了有力的技术支持。它结合了逆向投影技术、圆心定位和椭圆拟合等手段，是现代相机标定领域的创新实践。