张正友标定法：简单易用的相机校准新策略

张正友标定法是一种创新且灵活的相机校准技术，旨在简化计算机视觉领域的相机校准过程。相比于传统的依赖于昂贵设备（如两三个垂直或水平平面）的方法，该方法无需专业知识，无论是相机还是平面图案的移动都允许，且运动轨迹不必被精确知道。该技术特别适合于在实际环境中应用，无需深入理解三维几何或者复杂的计算机视觉原理。 该技术的核心是基于闭合形式解的解决方案，它首先通过观察平面图案在不同姿态下的成像来推断相机的内参矩阵。闭合形式解提供了一个初步的估计，但这可能不完全精确，因此随后引入了最大似然准则进行非线性细化。这意味着算法会寻找最有可能产生观察到图像的参数组合，从而提高精度。 在标定过程中，关键的概念包括： 1. 符号约定：在基本方程部分，张正友明确了使用的符号系统，确保了数学表达的清晰和一致性。 2. 模型平面与图像之间的霍夫变换：通过研究图像中的平面图案，张正友建立了模型平面与相机捕获的图像之间的映射关系，这在计算相机内部参数时至关重要。 3. 内参参数的约束：算法必须考虑像距、焦距、光心位置等相机内参的限制，这些参数决定了图像空间与物理世界之间的转换。 4. 几何解释：张正友提供了对整个校准过程的几何解释，帮助用户理解算法是如何通过解析图像中的几何关系来估计相机参数的。 5. 求解步骤：分为两部分，首先是闭合形式求解，这是一种直接的数学方法；然后是最大似然估计，这是一个迭代优化过程，用于进一步提高结果的准确性。 通过计算机模拟和真实数据测试，张正友标定法展示了其卓越的性能。这种方法的出现使得3D计算机视觉技术从实验室环境向现实生活场景的部署迈出了重要一步，为非专业用户提供了方便易用的工具。此外，随着技术的发展和更新，该方法也在不断优化，如1998年的原始论文、1999年的修订版以及后续的多次更新，以适应新的应用场景和技术进步。