摄像机外参数(摄像机的内外参数)

摄像机外参数(摄像机的内外参数)

1、机械是血肉，电控是大脑，视觉是灵魂。在图像测量过程以及机器视觉应用中，为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，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。

2、在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数，内参、外参、畸变参数，的过程就称之为相机标定，或摄像机标定，无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。

3、因此，做好相机标定是做好后续工作的前提，提高标定精度是科研工作的重点所在。相机标定主要涉及三个坐标系：图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系。图像坐标系。

4、摄像机采集的图像变换为数字图像后，每幅数字图像在计算机内为数组，行列的图像中每一个元素，数值就是图像点的亮度如图，在图像上定义直角坐标系，该坐标系以像素为单位，由于，只能表示像素位于数组中的列数与行数，并没有使用物理单位表示该像素在图像中位置，所以需要再建立以物理单位，表示的图像坐标系，该图像坐标系以图像内某一点1为原点，轴和轴分别平行于轴和轴。在、坐标系中，原点1定义在摄像机光轴与图像平面的交点，该点一般位于图像中心。但是由于制造原因，很多情况下会有偏移。

5、这也是相机需要标定的原因，需要找到这两个坐标系之间的位移关系，这在相机内参矩阵中对应两个数值。上图中，表示以像素为单位的图像坐标系的坐标，表示以为单位的图像坐标系的坐标。

摄像机外参数(摄像机的内外参数)

1、两者存在一下关系式：。即[{{}{}={}{_}+_0\={}{_}+_0{}。如图，点为摄像机光心，轴和轴与图像的轴与轴平行，轴为摄像机光轴，它与图像平面垂直。

2、光轴与图像平面的交点，即为图像坐标系的原点。由点与、轴组成的直角坐标系称为摄像机坐标系，为摄像机焦距。

3、要理解图像坐标系与摄像机坐标系的关系，就需要理解针孔模型。针孔模型又称为线性摄像机模型，任何空间点在图像中的投影位置，为光心与的连线与图像平面的交点。在这个模型中包含着大量的相似三角形，但是要注意像平面和现在讨论的平面其实是关于对称的，所以计算的时候不要忘记了负号，不然出来的图像就是倒着的。这种关系也称为重心摄影或者透视投影。

4、此时有比例关系如下：。由于摄像机可以安放在现实环境中任意位置，所以在环境中任选一个基准坐标系来描述摄像机位置，并用它描述环境中任何物体的位置，该坐标系为世界坐标系。

5、它有、和轴组成，摄像机坐标系与世界坐标系之间的关系可以用旋转矩阵与平移向量来描述。这就是两个刚体坐标系上的坐标关系。世界坐标系和摄像机坐标系之间的转化关系符合如下公式：。