统一纯旋转自标定：中心折反射与针孔摄像机

"基于纯旋转运动的摄像机统一自标定方法" 本文提出了一种创新的摄像机自标定方法，特别适用于中心折反射摄像机和针孔摄像机，该方法基于摄像机进行纯旋转运动的特性。在机器视觉领域，摄像机的内参数标定是至关重要的，它直接影响到图像的几何校正和三维重建的精度。传统的自标定方法往往针对特定类型的摄像机，而此方法提供了一个统一的框架，能够应用于这两种不同类型的摄像机。 作者首先采用统一的球形成像模型来描述中心折反射摄像机和针孔摄像机的成像过程。这个模型简化了两种类型摄像机的理论表述，使得在纯旋转运动下，它们的内在特性可以被统一处理。关键的发现是，当摄像机绕其自身坐标轴进行旋转时，空间中固定点的投影在球面上的点之间的距离保持恒定。这一特性构成了构建内参数约束方程组的基础。 接着，文章提出了一种优化目标函数，用于解决这些约束方程。通过数值优化算法，可以高效地找到内参数的最佳估计，而无需进行复杂的矩阵数值运算，这大大降低了计算复杂度。这种方法的优越性在于它的通用性、简便性和高精度。在实际应用中，它对图像噪声和微小的平移具有良好的鲁棒性，这意味着即使在不理想的环境条件下，也能获得准确的标定结果。 实验部分包括仿真和实际实验，结果证实了该方法的有效性。无论是面对模拟数据还是真实世界的数据，该方法都能展现出优秀的稳健性和高精度，这使得它在实际的机器视觉系统中具有很大的潜力和应用价值。 这项工作为摄像机自标定提供了新的思路，特别是对于那些需要频繁调整或在动态环境中的摄像机系统，该方法可以显著提高标定效率和准确性。同时，它也为未来研究提供了理论基础，有望推动机器视觉领域的发展。