移动同心圆靶标实现高精度摄像机径向畸变标定

本文主要探讨了移动特征靶标的摄像机径向畸变标定问题，针对在成像测量系统中镜头径向畸变对测量精度造成的影响，提出了一种创新的标定方法。这种方法的核心是使用一个固定在二维精密平台上的同心圆靶标，通过将其置于垂直物面的不同位置，收集靶标的图像数据。通过最小二乘法，研究人员依据每次拍摄时靶标圆的直径变化，按照特定策略移动靶标，直至拟合值达到最大或保持在一个预设误差范围。在这个过程中，每次图像中的圆心位置变化可以作为畸变中心的估计，而利用这些图像和摄像机的成像模型，可以推算出描述径向畸变的多项式系数。 为了提高特征靶标的移动效率，作者提出了一种坐标轮换最优化移动方案。这种方法通过优化目标靶标的移动路径，减少了不必要的位移，从而节省了时间和计算资源。实验结果显示，这种方法对于畸变中心的标定精度达到了惊人的0.6像素级别，而畸变多项式系数的有效数字重复误差更是控制在0.02以下。这种一靶标定的方法意味着只需要一次操作就可以同时获得畸变中心和多项式系数，极大地简化了标定过程。 此外，利用这种方法获取的参数能够有效地校正由于径向畸变导致的图像失真，这对于确保测量系统的准确性至关重要。这种方法提供了一种高效且精确的摄像机径向畸变标定手段，对于工业生产和科研领域中对成像质量有高要求的应用具有显著的实际价值。