北航機(jī)器視覺攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

《北航機(jī)器視覺攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握?qǐng)D像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的定義及相互之間的變換關(guān)系，掌握攝像機(jī)透視投影原理及模型；2.了解攝像機(jī)標(biāo)定的意義，掌握基于自由移動(dòng)平面靶標(biāo)的攝像機(jī)標(biāo)定原理；3.了解攝像機(jī)鏡頭光學(xué)畸變模型，掌握攝像機(jī)鏡頭徑向畸變校正原理和實(shí)現(xiàn)方法；4．學(xué)習(xí)使用MATLAB工具箱進(jìn)行攝像機(jī)參數(shù)標(biāo)定，精度評(píng)價(jià)以及畸變校正。二、實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)MATLAB(R2014a,64bit)，攝像機(jī)標(biāo)定工具箱TOOLBOX_calib。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.先用AutoCAD或者圖像編程制作一個(gè)方格棋

2、盤黑白靶標(biāo)，并用打印機(jī)打印在A4紙上，貼在某個(gè)平整的物面上，然后用攝像機(jī)從多個(gè)角度拍攝靶標(biāo)圖像7至10幅。2.利用MATLAB工具箱TOOL_BOX對(duì)拍攝得到的圖像進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，精度分析。四、實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果1.下載MATLAB攝像機(jī)標(biāo)定工具箱TOOLBOX_calib（2015年10月14日更新），解壓該工具箱。2.使用攝像機(jī)從不同角度拍攝9幅方格棋盤黑白靶標(biāo)的圖片，將圖片置于解壓的工具箱文件夾內(nèi)3.打開MATLAB軟件，將MATLAB的path設(shè)置為解壓后的TOOLBOX_calib文件夾。在命

3、令窗口輸入calib，彈出窗口，選擇第一項(xiàng)Standard模式。4.點(diǎn)擊Readimages選項(xiàng)讀入圖片，將事先拍好的9幅靶標(biāo)圖片讀入，如下圖所示。5.在提取圖像進(jìn)入程序后，我們要對(duì)圖像提取角點(diǎn)，點(diǎn)擊Extractgridcorners，根據(jù)提示進(jìn)行操作。此時(shí)程序會(huì)彈出圖像請(qǐng)用戶標(biāo)出角點(diǎn)，通過(guò)選取，得到了下圖。之后程序會(huì)要求輸入每個(gè)格子的實(shí)際邊長(zhǎng)，我們打印的是40mm大的格子，輸入后得到了程序?qū)γ總€(gè)角點(diǎn)的估計(jì)，如下圖所示。我們可以發(fā)現(xiàn)這張圖上邊的角點(diǎn)不太準(zhǔn)，程序這時(shí)問(wèn)我們需不需要增加畸變系數(shù)以使圖像

4、角點(diǎn)與程序計(jì)算得出的角點(diǎn)相匹配，我們按照提示輸入-0.1后，得到下圖，匹配的較好。重復(fù)以上程序，將九張圖全部提取出角點(diǎn)。6.在角點(diǎn)提取完成后，就可以求取標(biāo)定的攝像機(jī)的參數(shù)了，點(diǎn)擊Calibration按鈕，得到標(biāo)定的參數(shù)可以看出，誤差均小于0.3，畸變系數(shù)也比較小。點(diǎn)擊Reprojectonimages按鈕，得到像素誤差。點(diǎn)擊ShowExtrinsic按鈕，得到三維空間中攝像機(jī)和靶標(biāo)之間的相對(duì)位姿關(guān)系，如下圖所示。7.點(diǎn)擊Recomp.corners按鈕，選取Usetheprojectionof3D

5、grid選項(xiàng)重新提取角點(diǎn)，得到新的結(jié)果如下圖所示。可以看出結(jié)果變化很小，說(shuō)明如果不使用手工提取角點(diǎn)的話，機(jī)器對(duì)內(nèi)參的計(jì)算的結(jié)果不會(huì)更加精確了。思考題：在標(biāo)定過(guò)程中會(huì)要求設(shè)置dX與dY的大小，實(shí)際中都為40mm，若在不清楚其大小的時(shí)候?qū)?biāo)定會(huì)有影響么？實(shí)際上并不會(huì)有影響，因?yàn)閐X和dY只用于估計(jì)攝像機(jī)和靶標(biāo)之間的距離，不影響其相對(duì)姿態(tài)關(guān)系，內(nèi)參結(jié)果不會(huì)變化。使用標(biāo)定工具重新設(shè)置dX與dY的大小為50mm，得到的內(nèi)參如下。可以dX與dY的大小證明對(duì)攝像機(jī)內(nèi)參無(wú)影響。