Calibración de cámara monocular___ I. Principio

Principio:

El sistema de coordenadas del modelo de imagen es: sistema de coordenadas mundial--gt; sistema de coordenadas de la cámara--gt; /p >

Comencemos con la transformación del sistema de coordenadas de la cámara al sistema de coordenadas de la imagen:

Comience con el modelo de imágenes estenopeicas:

Idealmente, como se muestra arriba, pero en práctica El centro del chip de imágenes generalmente no está en el eje óptico.

La distancia focal original es f, donde f se divide en dos distancias focales diferentes, una para el eje x y otra para el eje y

Esta transformación puede ser. hecho usando coordenadas cuadradas para completar.

Sobre la base de q(x, y), se agrega una dimensión w, a saber, q(x, y, w)

Como se muestra a continuación, también se encuentra en algunos información en Internet Esta forma:

x0, y0 son las coordenadas de los puntos principales en el plano de la imagen, que es otra forma de Cx, Cy,

donde s es el eje El parámetro de inclinación, idealmente es 0, todos los demás parámetros son iguales.

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Ahora tenemos Se obtiene la matriz de referencia interna y se puede convertir del sistema de coordenadas de la cámara al sistema de coordenadas de la imagen.

Hablemos sobre cómo obtener la matriz de referencia externa y convertirla del sistema de coordenadas mundial al sistema de coordenadas de la cámara.

La transformación del sistema de coordenadas mundial al sistema de coordenadas de la cámara es una transformación de cuerpo rígido, es decir, no hay deformación, solo rotación y traslación.

Simplemente agregue la matriz de compensación T.

La matriz de desplazamiento T es la transpuesta de [Tx, Ty, Tz], que es la traslación en las direcciones X, Y y Z.

Simplemente agregue la matriz de rotación R y la matriz de desplazamiento T para obtener la matriz de referencia externa, es decir:

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Conversión entre el sistema de coordenadas de la imagen y el sistema de coordenadas de píxeles:

Sistema de coordenadas de píxeles Ambos sistemas de coordenadas y el sistema de coordenadas de la imagen están en el plano de la imagen, pero el origen y la unidad de medida son diferentes.

El origen del sistema de coordenadas de la imagen es la intersección del eje óptico de la cámara y el plano de la imagen, normalmente el punto medio o principal del plano de la imagen.

La unidad del sistema de coordenadas de la imagen son milímetros, que es una unidad física.

La unidad del sistema de coordenadas de píxeles son píxeles, que es el número de filas y columnas que normalmente describir píxeles. Por lo tanto,

La relación de conversión entre los dos es la siguiente: donde dx y dy representan cuántos milímetros representa cada columna y fila respectivamente, es decir, 1 píxel = dx mm

(u , v) Un punto es un punto en el sistema de coordenadas de píxeles y el punto correspondiente en el sistema de coordenadas de la imagen es (x, y)

Los parámetros internos y externos de la cámara se pueden obtener a través de Zhang Zhengyou. calibración.

A través de la relación de transformación final, un punto de coordenadas en el mundo tridimensional puede encontrar el punto de píxel correspondiente en la imagen.

Al mismo tiempo, la altura de la cámara y. se puede conocer la capacidad de la cámara monocular para medir la distancia

/*

La siguiente vista alguna vez fue incorrecta

Pero por otro lado, encontrar su posición. en el mundo tridimensional a través de un punto en la imagen Puntos correspondientes Los puntos correspondientes en la imagen son difíciles porque no conocemos el valor de Zc en el lado izquierdo de la ecuación. Este Zc se puede aproximar como la distancia desde la cámara al objeto en el sistema de coordenadas de la cámara.

En mi opinión, un punto en una imagen 2D corresponde a una línea en el espacio 3D, por lo que sin conocer la distancia de la cámara al objeto que se está midiendo, es imposible obtener los datos de la imagen 2D. Deducir las coordenadas de un punto en el espacio tridimensional a partir de un punto.

*/

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Aberración de la lente:

(No puedo escribir más, el principio de la aberración de la lente se puede encontrar en el Capítulo 11 de "Aprendizaje de OpenCV".

(I No puedo escribirlo más. El principio de distorsión de la lente se puede encontrar en el Capítulo 11 de "Aprendizaje de OpenCV", que es bastante detallado.