自动校准CCD相机的新方法：图案设计与椭圆识别算法

本文主要探讨了CCD相机自动校准技术和椭圆识别算法的创新应用。焦点在于一种新型二维（2D）图案设计，该图案中心有一个特征圆，周围分布有一组同心圆。这种图案的设计使得无需人工干预就能通过椭圆识别算法准确地获取感兴趣的校准点。通过图案中圆圈的布局，可以自动建立三维（3D）坐标与二维（2D）坐标的关联，从而实现相机内部参数的精确校准。 文章的核心技术包括： 1. 2D图案设计：这个新颖的图案结构允许相机捕获到一组均匀分布的校准点，这些点在图像空间中的排列关系与实际物理空间中的几何关系是紧密相关的。 2. 椭圆识别算法：提出的算法利用相机捕捉到的二维图像中的椭圆特征，通过计算机视觉技术来识别和定位这些椭圆，进一步提取出作为校准关键点的信息。 3. 坐标转换：通过解析图案中圆圈的分布规律，算法能够计算出3D空间中点与2D图像平面之间的关系，实现从像素坐标到物理坐标（如焦距、视场角等）的自动转换。 4. 自动化校准：这种自动化的校准过程减少了人为操作的误差，提高了工作效率，并且适用于各种需要精确校准的工业和科研应用，如机器视觉、机器人导航、无人机控制等。 5. 误差补偿：通过使用椭圆识别算法，系统能够有效地处理相机可能存在的畸变或其他光学偏差，从而提高成像质量和精度。 这篇论文提供了CCD相机自动校准领域的一个新颖且实用的解决方案，它结合了精密的几何设计和高效的算法，对提高成像设备的性能和应用范围具有重要意义。