针孔模型、内参与相机标定
概念解释
针孔模型把相机坐标 (X,Y,Z) 投影到像素平面:u=fₓX/Z+cₓ,v=fᵧY/Z+cᵧ,其中 fₓ、fᵧ 以像素为单位,(cₓ,cᵧ) 是主点。外参描述世界到相机的旋转和平移,畸变参数描述镜头偏离理想投影的程度。
核心方法与条件
用已知尺寸的标定板在不同位置和姿态采集对应点,联合估计内参、外参与畸变,并检查重投影误差和画面边缘的残差。图像缩放或裁剪后,要同步更新焦距和主点。
例题或应用
若 fₓ=800、cₓ=320,点在相机坐标中 X=1 m、Z=4 m,则 u=520。图像等比例缩小一半且不裁剪时,fₓ、cₓ 和对应 u 都缩小一半,新的 u=260。
常见易错点
重投影误差低不保证所有视角都准确,姿态过于单一可能使参数不可靠。变焦、重新对焦或切换分辨率后不能直接假设旧标定仍适用,单张普通照片也不能凭投影恢复绝对尺度。
自检
请尝试不用原文解释“针孔模型、内参与相机标定”解决什么问题,再设计一个属于“图像与几何基础”的实例,并说明适用条件和判断依据。