传统相机标定_相机标定的概念

1.相机标定哪个模式最准

2.如何理解工业相机的标定

一、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。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。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。

二、相机标定方法有：传统相机标定法、主动视觉相机标定方法、相机自标定法。

三、世界坐标系是系统的绝对坐标系，在没有建立用户坐标系之前画面上所有点的坐标都是以该坐标系的原点来确定各自的位置的。

相机标定哪个模式最准

相机标定中所要确定的几何模型参数分为内参和外参两种类型。

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）。

机器视觉应用中常用的有两种不同类型的镜头：普通镜头和远心镜头。将摄像机与普通镜头的组合称为机模型（默认为面阵图像传感器），摄像机与远心镜头的组合为远心摄像机模型。

相机内参的作用是确定相机从三维空间到二维图像的投影关系。

对于机模型，该投影是投影：

相机内参共有6个参数（f,κ,Sx,Sy,Cx,Cy)，其中：

f为焦距；

k为径向畸变量级（k<0为桶形畸变；k>0为枕形畸变）；

Sx,Sy为缩放比例因子（对于机表示图像传感器水平和垂直方向相邻像素之间的距离）；

Cx,Cy是图像的主点（对于针孔相机表示投影中心在成像平面上的垂直投影，也是径向畸变中心）。

相机外参也称为摄像机位姿的作用是确定相机坐标与世界坐标系之间相对位置关系。

摄像机外参共有6个参数（α,β,γ,Tx,Ty,Tz），其中：

R =R(α,β,γ)是旋转矩阵，分别为绕绕x,y,z轴旋转角度；

T= (Tx,Ty,Tz)是平移向量

从世界坐标系到摄像机坐标系的变换属于刚性变换（由平移和旋转组成），相机坐标Pc与世界坐标Pw的关系可以表述为：Pc= RPw + T

畸变（distortion）是对直线投影（rectilinear projection）的一种偏移。直线投影是场景内的一条直线投影到上也保持为一条直线。畸变就是由于某种原因（如镜头）一条直线投影到上不能保持为一条直线了，这是一种光学畸变（optical aberration）。

在视觉测量中，首先需要定义三个坐标系，即 世界坐标系、摄像机坐标系 、 图像坐标系。

目标物体位置的参考系，用来描述三维空间中的物体和相机之间的坐标位置。

以相机的光心作为原点，Zc轴与光轴重合，并垂直于成像平面，且取摄影方向为正方向，Xc、Yc轴与图像物理坐标系的u、v轴平行。世界坐标系下的物体需先经历刚体变化转到摄像机坐标系（旋转和平移），然后再和图像坐标系发生关系。

是以图像的左上角为原点的图像坐标系（u，v），以像素为单位。用于指定物体在照片中的位置

张正友相机标定流程

1. 打印棋盘标定纸，附加到一个平坦的表面上；

2. 通过移动相机或者平面拍摄标定板各种角度的，一般拍摄20张；

3. 检测中的特征点；

4. 计算5个内部参数和所有的外部参数；

5. 通过最小二乘法先行求解径向畸变系数；

6. 通过求最小参数值，优化所有参数；

张正友的平面标定方法是介于传统标定方法和自标定方法之间的一种方法，它既避免了传统方法设备要求高，操作繁琐等缺点，又较自标定方法精度高，符合通用的桌面视觉系统(DVS)的标定要求。该方法的缺点是确定模板上点阵的物理坐标以及图像和模板之间的点的匹配，专业性要求比较高。

如何理解工业相机的标定

单反相机如何对焦准确？

单区域对焦,动态区域对焦,最近主体对焦,手动对焦。

1.单区域对焦以尼康单反为例，不同型号机器的对焦点域最少的有3个，最多可达51个。用后面的方向键可以选择其中的一点作为固定对焦区，选取时取景窗中的对焦点有高亮显示。使用中央那个对焦点较好，因为中央对焦点多数是较为灵敏的十字形对焦点。先将对焦点瞄准主体，半按快门对焦点同样有高亮显示，下方的圆形合焦指示灯点亮表示合焦，此时不松开快门再取景，可以保证对焦准确。这种对焦模式适合静态图像的对焦。

2.动态区域对焦适合移动主体。这种模式也要选取单对焦点，合焦后主体移动时能实现追随对焦。

3.最近主体对焦是利用所有对焦点，按最近物体确定最终的对焦点。拍摄半身人像时可防止焦点错误的对到远处的背景上。人像场景模式等拍摄模式默认这种对焦模式。

4.手动对焦适合场景中反差不够，自动对焦不易成功或追求特殊效果的情况，取景窗中也有合焦提示可以参考。除此之外，有LCD实时取景功能的单反相机，在实时取景中可以将主体局部放大，这时用手动对焦可以获得最佳效果。

拍摄时如何选择正确的对焦模式？

如果说高质量的影像是以准确的测光为标准的话那么选择正确的对焦模式则可以帮助我们获得清晰的影像，而这恰恰是拍出好照片的关键环节之一。那么下面分别介绍佳能和尼康两种相机的对焦模式和这些对焦模式具体应用于哪些场合呢？

拍摄静止对象时应使用单次自动对焦

单次自动对焦，佳能相机称之单次自动对焦(ONESHO),T尼康相机称之为单次伺服自动对焦（AF-S）。此自动对焦模式是风光摄影中最常用的对焦模式之一，特别适合拍摄静止的对象。各种风景、树木、山峦、海景、夕阳、落入、等等。当然，单次自动对焦模式不仅仅只适用于风光摄影，也可以适用于拍摄静止的人像。就比如说当你找拍摄时一般都会选择摆拍，而摆拍就是摄影师指导做一些动作或者姿势然后摄影师进行拍摄，而不是一直在动然后摄影师进行抓拍。当然，抓拍也是可以的，档摄影师指导时抓拍当时的表情可以换其他的对焦模式进行拍摄。

在自动对焦的模式下，相机在半按快门成功之后停止自动对焦，此时可以保持半按快门的状态重新调整构图。使用此对焦模式拍摄出来的照片画面焦点清晰，构图也更加灵活，不用拘泥于仅有的对焦点。关于如何设置对焦模式。

下面介绍佳能相机和尼康相机的对焦模式的设置：

佳能相机设置对焦模式的操作方法：按下AF按钮，转动主拨盘选择一种对焦模式即可。

中高端尼康相机设置对焦模式的操作方法：在确认对焦模式选择器选择AF图标的情况下，按住AF按钮并同时转动主令拨盘，即可在三种对焦模式中切换。

入门级的尼康单反相机设置对焦模式的操作方法：按下info按钮开启显示屏信息显示，按下i按钮进入信息显示设置状态，按上下左右键选择对焦模式的图标并按下OK键进行确认，以显示AF-AAF-SAF-C等选项进行选择，然后按下左右键选择其中一项即可。

拍摄运动对象选择连续自动对焦AISERVO（连续伺服自动对焦模式AF-C)

在拍摄运动中的物体时最适合运用此对焦模式。在此自动对焦模式下，当摄影师半按快门合焦后，保持快门的半按状态，相机会在对焦点中自动切换以保持对运动状态中的物体的准确合焦状态，相机会在对焦点中保持合焦的状态，如果在此过程中被摄对象的位置发生了较大的变化，只要移动心机使任何的一个对焦点保持覆盖主体，就可以持续进行对焦。

拍摄动静不定的对象应选择人工智能对焦模式AIFOCUS(自动伺服对焦模式AF-A)

当我们用相机对准小孩或者动物进行拍摄时，我们不知道这些被摄体下一步会做出什么动作，或者说我们不知道此刻还处于静止状态的他们下一刻会不会突然动作，所以如果我们使用单次自动对焦模式或者连续对焦模式时得到的效果有时候会模糊不清，而这时，我们可以选择使用人工智能自动对焦模式。人工智能自动对焦模式主要的针对那种无法确定拍摄对象是静止的还是运动状态的拍摄情况而进行运用的一种人工智能模式。在此模式下，相机会自动根据拍摄的对象是否运动来选择单次自动对焦还是连续自动对焦模式。

就比如当你在拍摄正处于静止状态中的动物时你用的是单次自动对焦模式，但当你按下快门的那一刻，你拍摄的动物突然动了起来那么接下来你拍出的相片将会是模糊不清的。但如果用的是智能自动对焦那么效果就会不一样了，因为智能自动对焦模式会在动物进行运动那一刻帮你把对焦模式进行修改，则你拍出来的照片就不会模糊不清，而呈现出来的将会是小动物运动的一个过程。

关于对焦模式今天的内容就到这里了，想要里了解更多关于摄影的知识可以关注我，每天定时更文。有什么疑惑或者问题建议可以在下方给我们留言，看到一定会回复的。

那单反都有哪些测光模式？这些测光模式又应如何使用？看下面你就明白了：

一、单反相机测光模式

1.评价测光

又叫多重测光，该模式会将画面切割成数个区域，然后分别在各个区域进行测光，最后再平均计算出一个曝光数据。

这种模式适用于光线大面积均匀的情况，也即被摄主体和背景没有强烈的反差对比，亮度差异也相对平和的场景，像集体照、家庭合影、一般的风景照片都可以用这种模式。

2.局部测光

又叫中央部分测光：该模式是对画面的某一局部（约9%的面积）进行测光，在一些光线比较复杂的场景，此时需要得到更准确的主体曝光，该模式比评价测光方式准确。

适用于被摄主体与背景有强烈明暗反差，且被摄主体所占画面的比例不大时，像舞台演出、逆光生态和半身以上人像等场景常用。

3.中央重点平均测光

又叫偏中央测光：该模式平均整张图像然后参考偏重中央的拍摄主体进行测光，这种设计是考量到一般人会将对焦位置摆放在中央，因此感光元件处理这个位置的测光后，再将周围的测光参数做平均加权计算进行最后测光。

该模式是非常可靠的测光方式，拍摄那些既需表现主体，同时又需兼顾整体曝光量的场景，说白了，无论人像还是风景，在拍摄对象在中央位置时最适用。

4.重点测光

又叫定点测光：该模式根据画面中央约4%的面积进行测光，这一区域外的光线明暗对测光无影响，所以测光精度很高。

老司机常使用这种模式，一般小白很难掌控，适合拍人像、微距等。

二、正确曝光

这就是一般单反都有的测光模式，在不同情况使用相应模式就可以啦~，如果调整这些模式后曝光还不准确，那就

手动调整EV（曝光）值吧，一般原则是白加黑减，宁欠勿过！

也就是调整曝光时，环境太亮就要增加EV值，太暗则降低EV值，原因嘛上文测光原理那讲过啦。另外就是宁愿曝光不足也不要过曝，因为过曝就没有细节了，而欠曝后期还可以调整。

运动物体高速迎着相机运动时怎样确保对焦准确？

相机拍摄高速运动物体时的对焦模式，应该按照以下两种方式进行设置，才能确保对焦准确。

1、使用AF-C连续伺服自动对焦模式。

2、使用3D追焦模式。

运动物体高速运动，其位置时时刻刻在变化着如果使用单次伺服对焦，很容易造成失焦而如果使用AF-C连续伺服模式，相机就会时时刻刻对着被拍摄物体对焦，这样就不会失焦了，就可以保证对焦准确了。

3D追焦模式，是尼康的说法其他厂家的相机也有类似的模式这种模式下，对焦点可以自动随着被拍摄景物移动这样就可以确保相机时时刻刻对着运动物体对焦而不失焦了。

这了两种设置相结合，就可以将高速运动的物体拍得清楚了。

其实，关于这类拍摄，还有其他的对焦方法比如陷阱对焦但是这类应用受到的限制相对多一些，日常并不是很常用

美国TEO专业从事工业相机的研发与生产的制造商，非常乐意解答您提出的问题。工业相机标定是根据工业相机模型，由已知特征点的图像和世界坐标求解工业相机模型参数，建立图像点与对应空间点之间的位置关系。相机标定法可分为：传统标定方法、自标定方法。传统标定法是根据标定物结构信息进行标定，可用于任意的摄像机模型，标定精度高，但不足之处是需要高精度的标定物；而自标定方法不依赖于标定参照物，仅利用摄像机在运动过程中周围环境图像与图像之间的对应关系来对摄像机进行的标定的方法称为摄像机自标定方法。

相机标定误差允许范围在0.1至0.5左右。标定是依靠专用的标准设备来确定传感器的输入输出转换关系，相机标定就是求解参数的过程，校准是指传感器在使用中或存储后进行的性能复测，在校准过程中，如果传感器的某些指标发生了变化应对其进行修正。

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