工业相机标定：关键参数与应用场景详解

工业相机标定是机器视觉和图像测量领域中的关键技术，它涉及通过实验与计算获取相机成像几何模型的参数，这些参数包括内参和外参。相机内参主要包括焦距f、径向畸变系数κ、水平和垂直缩放因子Sx和Sy，以及图像的主点Cx和Cy。焦距决定成像清晰度，径向畸变系数描述了镜头可能产生的桶型或枕型失真，而Sx和Sy则反映传感器非矩形性的效果。主点则是图像传感器上与镜头光轴相交的点。 相机外参则描述了相机坐标系与世界坐标系之间的相对位置，由旋转矩阵R和平移向量T组成。旋转矩阵R由三个旋转角α、β和γ决定，分别围绕z、y和x轴旋转；平移向量T包含相机沿三个轴的位移。在理想情况下，光轴应通过图像中心，但实际安装可能存在偏移，这属于内参的一部分。同样，镜头的尺寸缩放应在x和y方向上一致，但在现实中可能存在微小差异，这也是内参调整的内容。 相机标定的精度直接影响到物体三维位置与图像点对应关系的准确度，对于工业生产中的尺寸测量、缺陷检测、机器人定位等任务至关重要。为了确保后续应用的可靠性，如机器人抓取、自动驾驶等，精确的标定是必不可少的。标定方法通常包括棋盘法、特征匹配法等多种，不同的应用场景可能需要选择不同的标定策略，同时，随着技术发展，实时标定和自适应标定也成为研究热点。 工业相机标定是一个复杂而精密的过程，涉及到理论模型、实验操作和算法优化。熟练掌握这一技术，能够提升整个视觉系统的性能和应用范围，推动工业自动化和智能制造的进步。