原創(chuàng)攝像機標(biāo)定

1、基于matlab2016的攝像機標(biāo)定操作流程:, … _Camera（1） 點擊matlab2016界面中APP菜單下CameraCalibration圖標(biāo)-■■-；（2） 在CameraCalibration界面當(dāng)中點擊AddImage圖標(biāo)，加載相機采集的包含激光條紋的靶標(biāo)圖像（在相機標(biāo)定中激光條紋不參與標(biāo)定，但它將用于激Chpfkertward己SimSizeofcri6cx￡rr<￡<ara它尊佝直 gg光傳感器的標(biāo)定），并在 n，「輸入靶標(biāo)方格尺寸（小方格長度尺寸），點擊確定。（3） 點擊Calibrate圖標(biāo)，對相機進行標(biāo)定，點擊ExportcameraParameter獲取相機部分參數(shù)。關(guān)閉當(dāng)前界面，出現(xiàn) 界面，點擊是，保存CameraParams.mat文件，該文件包含相機及靶標(biāo)圖像中的所有信息，完成相機標(biāo)定。CameraParams.mat中的參數(shù)如下:RadialDistort!onEEvEEv田0WorldUnitsEs-timateSkewNumRadialDistortionCoefficientsEstimateTange-ntialDistortionTranslationVectorsReprqjectionError&RotationVertoFE.NumPattern&IntrinUchAatrixF&calLengthPrincipalPointSkewIVleanRepr&jectionErrorReprojectedPointsRotatienMatric&sIntrinsicMatrix相機內(nèi)參，RotationMatrices旋轉(zhuǎn)矩陣，TranslationVector平移矩陣,WorldPoints靶標(biāo)角點在世界坐標(biāo)O-XY平面內(nèi)的物理坐標(biāo)TranslationVector=T=98.305TranslationVector=T=98.305-48.02852.6931137.90 450.4559 fx0u0IntrinsicMatrix=A=01143.1396.8380=0L%0010y01-0.99520.0706 450.4559RotationMatrices=R=-0.0878-0.9494396.8380=r1T2 T3-0.04280.3062 1

WorldPoints=(WorldPoints=(X,Y)其中，WorldPoints靶標(biāo)角點將參與激光傳感器標(biāo)定中特征點的求解。像素坐標(biāo)與世界坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系:Usu=ARTXY/X=00/u0urrrXtYZy0123z110011圖2-1激光傳感器標(biāo)定模型2圖2-1激光傳感器標(biāo)定模型激光傳感器標(biāo)定就是獲取不同位置下的三維特征點，并對其進行平面擬合，獲取光平面參數(shù)，從圖2-1中可以得出如下信息：（1）攝像機標(biāo)定，獲取相機內(nèi)外參數(shù)；（2）激光條紋中心提取，獲取激光條紋中心坐標(biāo)；（3）各坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。首先，對相機標(biāo)定獲取的共線靶標(biāo)像素角點坐標(biāo)及激光條紋中心坐標(biāo)進行直線擬合，并獲取兩直線的交點，即特征點像素坐標(biāo)。再由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲取特征點在相機坐標(biāo)系下的物理坐標(biāo)。最后對獲取的多組特征點進行平面擬合，完成激光傳感器標(biāo)定。具體標(biāo)定步驟如下：設(shè)七*w，Yw，Zw為激光條紋和標(biāo)靶平面共線角點直線相交的一個特征點，因為％點落在0w-XwYw平面內(nèi)，所以％坐標(biāo)為匕,Yw,0。七點在圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為外乂。,匕"，Pu與七的關(guān)系為：匚0% 七 七su=0<%「1&*q=a[rt]q（2」）

1 001 1 1例系數(shù)s是變化且不為0的數(shù)，并隨著特征點的不同而變化，這樣求解特征點的計算過程就會很繁瑣，現(xiàn)對公式(2-1)進行如下變換：其中，A其中，A為3*3攝像機內(nèi)參，R為3*2旋轉(zhuǎn)矩陣，T為3*1平移向量。比u XWS--v=A[RT]Y(2-2)WS1 WS其中：Xws成4與七的關(guān)系獲取4Xc，匕上系為：XCYCZC101x3其中：Xws成4與七的關(guān)系獲取4Xc，匕上系為：XCYCZC101x3AV0(2-3)1其中，R為3*3旋轉(zhuǎn)矩陣。聯(lián)立公式(2-2)、(2-3)獲取激光條紋在攝像機坐標(biāo)系下的一系列特征點。線結(jié)構(gòu)光傳感器標(biāo)定實際上是求取空間狀態(tài)下光平面方程的過程，設(shè)光平面方程為：a*Xc+b*Yc+c*Zc+d=0(2-4)而不在同一條直線上的3點就可確定一個平面，為了提高標(biāo)定精度高，對獲取的多個特征點(Xc.Yc.Zc.)(i=1,2,3???n)，采用最小二乘法擬合得到光平面方程系數(shù)a，b，c，d完成線結(jié)構(gòu)光標(biāo)定。線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器標(biāo)定示意圖如圖2-2所示。具體操作步驟如下：(b)特征點轉(zhuǎn)°w(b)特征點轉(zhuǎn)°w—Xw匕平面靶標(biāo)角點WorldPoints(a)圖像坐標(biāo)系下特征點提取圖2-2線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器標(biāo)定示意圖步驟1：相機標(biāo)定，獲取相機內(nèi)外參數(shù)及靶標(biāo)角點坐標(biāo)，即利用上文相機標(biāo)定獲得的參數(shù)參與激光傳感器的標(biāo)定。步驟2:提取激光條紋中心坐標(biāo)，(提取相機標(biāo)定中采集到的激光條紋靶標(biāo)圖像中的光條中心坐標(biāo))。步驟3:采用最小二乘法原理對相機標(biāo)定所獲取的角點像素坐標(biāo)擬合得到直線Z"2...八，對步驟2所獲得的激光條紋中心坐標(biāo)作直線擬合得I,求圖像坐標(biāo)系下直線Z與直線1112……/的交點Q1(%,V1)，a2(u2>V2)—a(u,v)，原理如圖L V V V2-2(a)所示。再利用公式2-2對交點缶弓…*進行坐標(biāo)變換，即轉(zhuǎn)換到Ow~XwYw平面，如圖2-2(b)所示。最后利用公式(2-3)獲取交點("疽匕)統(tǒng)一于攝像機坐標(biāo)系下的(xcn,么,Z^)，即特征點坐標(biāo)。步驟4：重復(fù)步驟2、步驟3獲取多組靶標(biāo)在不同姿態(tài)下