单目摄像头标定与测距
單目攝像頭標(biāo)定與測(cè)距
一、 標(biāo)定
首先要對(duì)攝像頭做標(biāo)定,具體的公式推導(dǎo)在learning opencv中有詳細(xì)的解釋,這里順帶提一句,這本書雖然確實(shí)老,但有些理論、算法類的東西里面還是講的很不錯(cuò)的,必要的時(shí)候可以去看看。
1.單目攝像頭標(biāo)定
標(biāo)定的目的是為了消除畸變以及得到內(nèi)外參數(shù)矩陣,內(nèi)參數(shù)矩陣可以理解為焦距相關(guān),它是一個(gè)從平面到像素的轉(zhuǎn)換,焦距不變它就不變,所以確定以后就可以重復(fù)使用,而外參數(shù)矩陣反映的是攝像機(jī)坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,至于畸變參數(shù),一般也包含在內(nèi)參數(shù)矩陣中。從作用上來看,內(nèi)參數(shù)矩陣是為了得到鏡頭的信息,并消除畸變,使得到的圖像更為準(zhǔn)確,外參數(shù)矩陣是為了得到相機(jī)相對(duì)于世界坐標(biāo)的聯(lián)系,是為了最終的測(cè)距。
關(guān)于畸變,大家可以看到自己攝像頭的拍攝的畫面,在看矩形物體的時(shí)候,邊角處會(huì)有明顯的畸變現(xiàn)象,而矯正的目的就是修復(fù)這個(gè)。
知道雙目測(cè)距的時(shí)候兩個(gè)相機(jī)需要平行放置,但事實(shí)上這個(gè)是很難做到的,所以就需要立體校正得到兩個(gè)相機(jī)之間的旋轉(zhuǎn)平移矩陣,也就是外參數(shù)矩陣。
2.如何做攝像頭的在線標(biāo)定?
二.單目測(cè)距原理
將使用相似三角形來計(jì)算相機(jī)到一個(gè)已知的物體或者目標(biāo)的距離。 相似三角形就是
這么一回事:假設(shè)有一個(gè)寬度為 W 的目標(biāo)或者物體。然后將這個(gè)目標(biāo)放在距離
的相機(jī)為 D 的位置。用相機(jī)對(duì)物體進(jìn)行拍照并且測(cè)量物體的像素寬度 P 。這樣就得
出了相機(jī)焦距的公式:F = (P x D) / W
舉個(gè)例子,假設(shè)我在離相機(jī)距離 D = 24 英寸的地方放一張標(biāo)準(zhǔn)的 8.5 x 11 英寸 A4 紙
(橫著放;W = 11)并且拍下一張照片。我測(cè)量出照片中 A4
紙的像素寬度為 P = 249 像素。 因此我的焦距 F 是: F = (248px x 24in) / 11in = 543.45
當(dāng)我繼續(xù)將我的相機(jī)移動(dòng)靠近或者離遠(yuǎn)物體或者目標(biāo)時(shí),我可以用相似三角形來計(jì)算出物體離相機(jī)的距離:D’
= (W x F) / P 從以上的解釋中,可以看到,要想得到距離,就要知道攝像頭的焦距和目標(biāo)物體的大小,這兩個(gè)已知條件根據(jù)公式:D’ = (W x F) / P
得出目標(biāo)到攝像機(jī)的距離D,其中P是指像素距離,W是A4紙的寬度,F是攝像機(jī)焦距。
總結(jié)
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