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為了提高計(jì)算精度。通過(guò)十多年的不懈努力，理論上的問(wèn)題已基本解決，目前研究的重點(diǎn)是如何提高標(biāo)定算法的魯棒性以及如何很好地用這些理論來(lái)解決實(shí)際視覺(jué)問(wèn)題。為了提高魯棒性，建議更多的使用分層逐步自標(biāo)定方法，并應(yīng)對(duì)自標(biāo)定的結(jié)果進(jìn)行線性優(yōu)化。還需確定非線性畸變校正參數(shù)。而新的比較符合攝像機(jī)成像物理模型且又便于分析計(jì)算的實(shí)用模型是條另辟蹊徑的發(fā)展方向。攝像機(jī)自標(biāo)定相對(duì)于激進(jìn)方法有更好的靈活性和實(shí)用性，本文對(duì)基于機(jī)器視覺(jué)的攝像機(jī)標(biāo)定理論與各種方法進(jìn)行了研究。保守的攝像機(jī)標(biāo)定需要標(biāo)定參照物。
以由此重建和識(shí)別物體。而空間物體外表某點(diǎn)的三維幾何位置與其在圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系是由攝像機(jī)成像的幾何模型決定的這些幾何模型參數(shù)就是攝像機(jī)參數(shù)。大多數(shù)條件下，機(jī)器視覺(jué)的基本任務(wù)之一是從攝像機(jī)獲取圖像信息并計(jì)算三維空間中物體的幾何信息。這些參數(shù)必需通過(guò)實(shí)驗(yàn)與計(jì)算才干得到這個(gè)過(guò)程被稱為攝像機(jī)定標(biāo)(或稱為標(biāo)定)標(biāo)定過(guò)程就是確定攝像機(jī)的幾何和光學(xué)參數(shù)，以及攝像機(jī)相對(duì)于世界坐標(biāo)系的方位。由于標(biāo)定精度的大小，直接影響著計(jì)算機(jī)視覺(jué)(機(jī)器視覺(jué))精度。因此，只有做好了攝像機(jī)標(biāo)定工作，后續(xù)工作才干正常展開(kāi)，可以說(shuō)，提高標(biāo)定精度也是當(dāng)前科研工作的重要方面。
1攝像機(jī)透視投影模型
這個(gè)投影可用成像變換(即攝像機(jī)成像模型)來(lái)描述。攝像機(jī)成像模型分為線形模型和非線性模型。針孔成像模型就屬于線形攝像機(jī)模型，攝像機(jī)通過(guò)成像透鏡將三維場(chǎng)景投影到攝像機(jī)二維像平面上。本文就討論在這種模型下，某空間點(diǎn)與其圖像投影點(diǎn)在各種坐標(biāo)系下的變換關(guān)系。
2標(biāo)定分類
攝像機(jī)標(biāo)定可以分為保守的攝像機(jī)標(biāo)定方法和攝像機(jī)自標(biāo)定方法兩大類。激進(jìn)攝像機(jī)標(biāo)定的基本方法是一定的攝像機(jī)模型下，總的來(lái)說(shuō)。通過(guò)對(duì)特定標(biāo)定參照物進(jìn)行圖像處置，并利用一系列數(shù)學(xué)變換公式計(jì)算及優(yōu)化，來(lái)求取攝像機(jī)模型內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)。然而，該方法在場(chǎng)景未知和攝像機(jī)任意運(yùn)動(dòng)的一般情況下，其標(biāo)定很難實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)90年代初，F(xiàn)augeraLuongMaybank等人首次提出了攝像機(jī)自標(biāo)定方法。這種自標(biāo)定法利用攝像機(jī)自身參數(shù)之間的約束關(guān)系來(lái)標(biāo)定，而與場(chǎng)景和攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，所以更為靈活。
3激進(jìn)攝像機(jī)標(biāo)定方法
如基于3D立體靶標(biāo)的攝像機(jī)標(biāo)定、基于2D平面靶標(biāo)的攝像機(jī)標(biāo)定、以及基于徑向約束的攝像機(jī)標(biāo)定等。保守的攝像機(jī)標(biāo)定方法依照標(biāo)定參照物與算法思路可以分成若干類。
3.1基于3D立體靶標(biāo)的攝像機(jī)標(biāo)定
靶標(biāo)上每一個(gè)小方塊的頂點(diǎn)均可作為特征點(diǎn)。每個(gè)特征點(diǎn)相對(duì)于世界坐標(biāo)系的位置在制作時(shí)應(yīng)精確測(cè)定。攝像機(jī)獲得靶標(biāo)上特征點(diǎn)的圖像后，基于3D立體靶標(biāo)進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定是將一個(gè)3D立體靶標(biāo)放置在攝像機(jī)前。由于表示三維空間坐標(biāo)系與二維圖像坐標(biāo)系關(guān)系的方程是攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)的非線性方程，如果忽略攝像機(jī)鏡頭的非線性畸變并把透視變換矩陣中的元素作為未知數(shù)，來(lái)給定一組三維控制點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的圖像點(diǎn)，那么，就可以利用直接線性變換法來(lái)求解透視變換矩陣中的各個(gè)元素。所以，由靶標(biāo)上特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)，即可計(jì)算出攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。
3.2基于2D平面靶標(biāo)的攝像機(jī)標(biāo)定
這是一種適合應(yīng)用的新型靈活方法。該方法要求攝像機(jī)在兩個(gè)以上不同的方位拍攝一個(gè)平面靶標(biāo)，該方法又稱為張正友標(biāo)定法。攝像機(jī)和2D平面靶標(biāo)都可以自由移動(dòng)，且內(nèi)部參數(shù)始終不變，假定2D平面靶標(biāo)在世界坐標(biāo)系中的Z=0那么，通過(guò)線性模型分析就可計(jì)算出攝像機(jī)參數(shù)的優(yōu)化解，然后用基干最大似然法進(jìn)行非線性求精。這個(gè)過(guò)程中得出考慮鏡頭畸變的目標(biāo)函數(shù)后就可以求出所需的攝像機(jī)內(nèi)、外部參數(shù)。這種標(biāo)定方法既具有較好的魯棒性，又不需昂貴的精制標(biāo)定塊，很有實(shí)用性。但是張正友方法在進(jìn)行線性內(nèi)外參數(shù)估計(jì)時(shí)，由于假定模板圖像上的直線經(jīng)透視投影后仍然為直線，進(jìn)而進(jìn)行圖像處置，這樣，實(shí)際上會(huì)引入誤差，所以，嘎方法在廣角鏡畸變比較大的情況誤差較大。
3.3基于徑向約束的攝像機(jī)標(biāo)定
該方法的核心是先利用RA C徑向一致約束)條件用最小二乘法解超定線性方程，Tsai1986給出了一種基于徑向約束的兩步法標(biāo)定方法。以求出除tτ(攝像機(jī)光軸方向的平移)外的其他像機(jī)外參數(shù)，然后再在攝像機(jī)有和無(wú)透鏡畸變等兩種情況下求解攝像機(jī)的其他參數(shù)。Tsai方法的精度比較高，適用于精密測(cè)量，但它對(duì)設(shè)備的要求也很高，不適用于簡(jiǎn)單的標(biāo)定。這種方法的精度是以設(shè)備的精度和復(fù)雜度為代價(jià)的
4攝像機(jī)自標(biāo)定方法
僅利用攝像機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中周圍環(huán)境圖像與圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行的標(biāo)定的方法稱為攝像機(jī)自標(biāo)定方法。目前已有的自標(biāo)定技術(shù)大致可以分為基于主動(dòng)視覺(jué)的攝像機(jī)自標(biāo)定技術(shù)、直接求解Kruppa方程的攝像機(jī)自標(biāo)定方法、分層逐步標(biāo)定法、基于二次曲面的自標(biāo)定方法等幾種。不依賴于標(biāo)定參照物。
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