深度相机是一种能够获取场景深度信息的设备,其具有广泛的应用,比如三维重建、姿态估计、物体识别等。为了确保深度相机的测量精度和稳定性,必须对其进行标定。本文将介绍深度相机的标定方法及其原理。
(视觉检测)
深度相机的标定方法可以分为两种:外标定和内标定。外标定是指确定深度相机相对于世界坐标系的位姿,也就是相机的位置和方向;内标定是指确定深度相机的内部参数,包括焦距、主点位置、畸变等。这两种标定方法都十分重要,深度相机的精度和稳定性都与其标定质量有关。
下面分别介绍两种标定方法的具体实现。
一、外标定
1.相机标定板制作
外标定使用的是相机标定板,其结构一般为黑白相间的棋盘格。需要注意的是,标定板的格子大小要适中,不能太大也不能太小。在制作时需要保证格子在拍摄时有明显的边缘,避免因边缘模糊而产生误差。标定板的制作可以使用绘图软件进行设计和打印。
2.场景拍摄
使用相机对标定板进行拍摄,需要保证标定板平整且垂直于相机光轴方向。同时应该拍摄不同角度的图像,使得标定板能在不同位置和角度下都能被充分检测到。
3.图像处理
拍摄得到的图像需要进行图像处理,使用图像处理库进行角点检测,标定板的角点需要在不同视角下都能被检测到。
4.标定参数计算
在得到标定板的角点之后,可以使用标定算法计算相机的姿态。最常用的算法是Zhang Zhengyou提出的单应性矩阵标定法。
二、内标定
1.相机模型
深度相机的内部参数包括焦距、主点位置和径向、切向畸变等,其数学模型为针孔模型和扭曲模型的组合。在内标定时需要考虑这些参数的影响。
2.内标定板
内标定需要使用内标定板,其结构一般为一个正方形区域内有若干条明暗变化较大的棋盘格。
3.场景拍摄
拍摄内标定板需要保证标定板在相机视野中完全可见,同时需要保证标定板的位置和朝向是不变的。
4.标定参数计算
在得到标定板的拍摄图像之后,可以使用标定算法计算相机的内部参数。最常用的算法是张氏算法。
根据上述,深度相机的标定是深度学习中非常关键的步骤。只有通过准确的标定,深度相机才能在实际应用中发挥出更优秀的性能。所以建议选手选用本文所述的标定方法,以确保深度相机的测量精度和稳定性。