本博文是本人学习相机标定时的一些学习笔记。参考的资料放在文末。本博文仅供本人学习使用

基本原理

相机标定是用于寻找图像传感器成像中的物体与现实世界中的物体的数学关系，以实现从ＩＳ成像中测量出实际数据的目的。
对于单个图像传感器，通过相机标定，可以求得：
（１）外参数矩阵。描述了现实世界中（世界坐标系）的一个点是经过怎样的旋转和平移，从而可以用另一个坐标系（相机坐标系）上的位置来表示；
（２）内参数矩阵。描述了相机坐标系中的一个点是如何通过ＩＳ的镜头利用针孔成像和光电转化从而成为成像中的一个像素点的；

通过内外参数矩阵就能计算出真实世界中任意点在ＩＳ的成像中的像素点位置。
对于双目相机还可以求出两个ＩＳ之间的结构参数。该参数描述了一个ＩＳ是怎样相对于另一个ＩＳ经过旋转和平移后变为现在的空间状态。通过结构参数，就能把两个ＩＳ的成像中的每一个像素点之间的关系用数学语言定量描述。下图就是多个坐标系之间关系的示意图。

标定方法

传统标定法

传统标定法是在预设好空间关系的情况下，使用特定标定块的参数计算标定位在多个坐标系中的转换关系，并设计对应的ＩＳ成像模型，在此基础上使用数学公式计算得到ＩＳ的内外参数矩阵。该方法标定结果准确度较高，但是对设备有较高的要求；

自标定法

标定法是一种不借助其它物体，仅通过ＩＳ的移动来获取多个位置下的成像，再根据成像之间的关系计算ＩＳ的内外参数矩阵，该方法对设备没有要求，但是标定过程中需要精确的位置信息，导致标定过程十分复杂且精度不高。

张正友标定法

该方法是一种结合了传统标定法与自标定法优点的标定方法，具有精度高，过程简单，对标定条件要求低等优点。张正友标定法的标定过程为：
（１）将尺寸已知的棋盘格图案绘制在标定板上；
（２）设置ＩＳ在不同的位姿下拍摄标定扳，获得对应成像；
（３）以图像中标定板上的角点位置作为参考点，确定参考点在空间与平面中位置的对应关系；
（４）利用旋转矩阵的正交性计算ＩＳ的内外参数矩阵；