相機標定的外界影響因素分析

支健輝，董新民，孔星煒，王旭峰

(空軍工程大學 航空航天工程學院，陜西 西安 710038)

引言

相機標定技術[1]對于計算機視覺的重要性就如同刻度對于標尺一樣。隨著機器視覺的迅猛發展，標定技術的研究也受到越來越多的重視[2-6]。在相關研究中[4-6]，人們更多地注重算法本身的改進，對于影響標定算法精度的外部因素研究相對較少。在一些對機器視覺精度要求更高的系統中，比如視覺導航[7]和缺陷檢測[8]等，只有設法消除這些外部因素帶來的標定誤差，才能獲得精確的相機標定結果，為視覺系統提供精確的測量值。因此，對于影響相機標定結果的外部因素進行相應研究具有重要意義。

相機標定的影響因素主要來自相機本身和外界環境兩方面。文獻[9]中，討論了視覺系統結構本身的因素，例如安裝角、測量物距和相機焦距等對測量精度的影響，并建立了誤差模型，最終得出測量誤差與特征提取誤差和測量物距成正比，而與相機焦距成反比的結論；文獻[10]中，簡要說明了外界環境(光線亮暗、光照是否均勻)、圖像預處理算法、標靶精度、相機鏡頭、操作方法、采集次數(標定圖片數量)對標定結果精度的影響；而且，Laves等人[11]指出，特征點位置即使只有0.5個像素的誤差，也會導致標定結果出現很大的偏差。上述文獻中關于影響因素的描述，都只是基于一些基本的工程經驗來說明各因素對于標定結果的影響，并沒有做充足的物理實驗去研究這些因素對標定結果影響程度的大小。……