为了确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系,需建立相机成像的几何模型,几何模型参数即为相机参数,求解相机参数的过程就是相机标定。
坐标系
**世界坐标系:**现实世界坐标系,该坐标系作为基准坐标系可以描述相机位置以及空间中任意物体的位置,该基准坐标点的确立通常由机械决定,用(Xw,Yw,Zw)表示世界坐标值。
**相机坐标系:**以相机光心为坐标原点,主光轴为Z轴,平行图像平面水平方向为X轴,垂直方向为Y轴建立起的三维坐标系,用来描述任意空间点在相机空间中的位置,用(Xc,Yc,Zc)表示相机坐标值。
图像坐标系:定义在成像平面上的二维坐标系(单位:mm),以主光轴与成像平面的交点为坐标原点,X轴平行成像平面水平向右,Y轴平行于图像垂直方向水平向下,用(x,y)表示图像坐标值。
**像素坐标系:**用来描述相机传输到计算机中的图像(单位:像素)。以图像平面左上角为坐标原点,u轴平行于图像坐标系X轴,方向同向,v轴平行于图像坐标轴Y轴,方向同向,用(u,v)表示像素坐标值。
1.世界坐标系–>相机坐标系
从世界坐标系向相机坐标系转化是三维点到三维点的转换,转换方法是旋转和平移(刚体变换),旋转矩阵R和平移矩阵T为相机外参。
相机坐标系–>图像坐标系
基本原理:中心透视原理(小孔成像)
图像坐标系–>像素坐标系
世界坐标系–>像素坐标系