CCD摄像机快速标定技术.pdf

第8 卷　第 1 期　 光学　精密工程 Vol. 8, No. 1 2 0 0 0 年 2 月 O PT ICS AND PR EC IS ION EN G IN EER IN G Feb. , 2000 文章编号　1004924X (2000) CCD 摄像机快速标定技术 周富强, 邾继贵, 杨学友, 叶声华 (天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津　300072) 摘要: 在视觉检测系统中, 针对视觉传感器数量多, 且每个摄像机需标定的内部参数及外部参数较多的 特点, 提出了一种新的简单的快速摄像机标定方法。分析了摄像机的各个关键参数, 采用了全线性标定 方法和矢量分析法, 逐步求出CCD 摄像机的参数。该方法具有标定速度快、精度较高、实用和算法性能 分析容易等优点, 适用于一般视觉检测系统的摄像机参数的标定, 尤其是大型视觉检测系统中多视觉传 感器的摄像机参数的标定。实际结果表明, 摄像机标定误差优于 0. 05 。 mm 关　键　词: 摄像机标定; 摄像机参数; 矢量分析法 中图分类号: TN 948. 41　　文献标识码: A 1　引　　言 　　视觉检测具有非接触、动态响应快、量程大、 可直接与计算机联接等优点, 广泛地应用于工件 的完整性、表面平整度的测量; 微电子器件( IC 芯 片、 板、 ) 等的自动检测; 软质、易脆零部 PC BGA 件的检测; 各种模具三维形状的检测; 机器人的视 ( ) 觉导引; 以及大型工件 如白车身 空间三维尺寸 的自动检测等。视觉检测的基本任务就是要实现 物体几何尺寸的精确检测或对物体完成精确定 位。这其中涉及到一个基本问题, 即摄像机标定, 包括摄像机模型的建立, 模型中各参数的精确确 F ig. 1　Ideal p inho le cam era model 定。本文提出了一种用于白车身视觉检测系统中 ( ) 设 x w , y w , z w 是三维世界坐标系中物体点 简单的摄像机标定方法。考虑到该测量系统中摄 ( ) P 的三维坐标。x , y , z 是同一点 P 在摄像机坐 ( ) 像机较多 多于 60 个 CCD 摄像机 , 且用于测量 ( ) 标系 定义如图 1 中的三维坐标, 摄像机坐标系 ( ) 大尺寸 测量范围为 6 左右 。采用了全线性标 m ( ) 定义为: 中心在O 点 光学中心 , Z 轴与光轴重 ( ) 定方法, 这种方法只利用线性方程 组 和矩阵计