空间球靶标投影误差校正提升相机标定精度

本文主要探讨了在摄像机标定过程中，特别是多相机标定中广泛使用的球靶标所面临的投影误差问题。球靶标因其轮廓连续性的优势被广泛应用，但在透视成像时，空间中的球体投影到图像上通常不再是标准圆形，而是变为椭圆形状。这个椭圆的几何中心并不与球心的真实成像中心重合，导致标定精度受到影响。 文章首先指出，造成球心成像误差的主要因素有两个：一是球的相对尺寸，即球在相机视野中的大小；二是球相对于相机的位置关系。作者通过对空间球成像模型的深入分析，进行了定量的研究，揭示了这些因素对球心成像误差的具体影响程度，并试图找出球心透视投影像点与成像椭圆几何中心之间误差的变化规律。 作者进一步构建了一种误差校正模型，该模型旨在消除或减小这种投影误差，以提高标定的精确性。通过仿真和实验验证，他们证明了该模型的可行性与有效性，经过校正后，球心投影像点的定位精度能够达到亚像素级别，这对于高精度的图像处理和三维重建等领域具有重要意义。 论文的关键点包括测量技术、摄像机标定中的球心畸变校正、透视成像误差分析以及椭圆几何在标定中的应用。这些研究结果对于优化多相机系统性能，提升标定精度，特别是在工业自动化、机器人视觉和无人驾驶等领域有着实际价值。此外，文章的实证方法和理论分析为解决类似问题提供了新的思路和技术手段，对于推动相关领域的科研工作具有积极的推动作用。