高精度摄像机标定技术在视觉测量中的应用

"本文主要探讨了高精度摄像机标定在外语原文《High precision camera calibration in vision measurement》中的应用，特别是在三维立体视觉系统中的三维重建精度提升。文章介绍了摄像机标定的重要性和基本流程，包括单个摄像机的标定与双目摄像机的立体标定，以及畸变参数和位置参数的校正。" 高精度摄像机标定在视觉测量中的作用至关重要，因为它直接影响到三维重建的精确度。为了提高三维立体视觉系统中的三维重建质量，作者提出了一种创新的高精度标定方法。这种方法依赖于从感兴趣的区域获取一系列标定点，这些点构成了标定的世界坐标系。标定涉及四个旋转矩阵和四个平移矩阵，分别对应左摄像机与世界坐标系、右摄像机与世界坐标系、左摄像机与右摄像机，以及右摄像机与左摄像机之间的关系。 透镜畸变是摄像机标定中需要考虑的关键因素，包括径向畸变和切向畸变。通过标定，可以校正这些畸变，提高测量的准确性和可靠性。文章指出，此方法具有高精度、操作简便和可靠性强的特点。 在视觉测量系统中，摄像机标定通常分为两个阶段：单个摄像机的标定和双目摄像机的组合立体标定。对于单个摄像机的标定，首先要校正畸变参数，如径向和切向畸变，然后确定位置参数，包括焦距、图像中心坐标、旋转矩阵和平移矩阵。双目摄像机的标定则基于单个摄像机的标定结果，旨在精确地确定两个摄像机之间的相对位置和姿态。 摄像机坐标系与世界坐标系之间的转换可以通过旋转矩阵R和平移矩阵T来描述，这两个矩阵是标定过程中的核心元素。接着，通过透视投影变换，将空间点映射到图像坐标系，这个过程中考虑了透镜畸变的影响。畸变校正后，最终将图像坐标转换为CCD图像坐标，以便于后续的图像处理和分析。 文章还讨论了从世界坐标系到图像坐标系的四步转换过程，以及透镜畸变对理想成像坐标的影响。透镜的径向和切向畸变通过一组径向畸变系数进行量化，并用于校正实际的成像坐标。最后，为了精确测量，还需考虑相邻CCD相机之间的距离，以完成图像坐标到CCD图像坐标的转换。 这篇外文翻译讨论了高精度摄像机标定的关键技术和方法，对于理解视觉测量系统中的摄像机标定过程及其重要性提供了深入的见解。这一领域的工作对于机器人导航、自动驾驶、工业检测以及虚拟现实等应用具有重要价值。