摄像机标定05_摄像机参数的准确度

本文主要是介绍摄像机标定05_摄像机参数的准确度，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

摄像机参数的准确度

在摄像机标定03_标定过程中强调过，摄像机标定过程中如果标定板放置的不适当的话将导致简并性配置（degeneracies configurations）,此时摄像机参数中的某个参数或某些参数将不能得到唯一值。还有影响摄像机参数准确度的最主要的因素就是用于进行标定摄像机的图像数量。
下图反映了用于摄像机标定的图像数量对参数的影响，主要显示了主距 $f$ 的标准差、径向畸变系数 $k$ 的标准差和主点 $(c_{x},c_{y})$ 的标准差和用于标定图像数量的关系。
这里写图片描述
为了总结这些数据，我们拍摄了20幅标定板的图像。然后使用20幅图像中所有子集的 $l$ 幅图像（ $l=2,…,19$ ）来标定摄像机。通过使用20幅图像中所有含有 $l$ 幅图像的子集标定得到的摄像机参数来计算标准差。
从上图可以看出摄像机参数的准确度随使用图像数量的增加而明显增加。注意这些图像之间都是无关度量的，而不能想象成每幅图像都可以用来约束摄像机参数，要不会觉得这个结果是理所当然的。
从上图还可以看出，为了使得到的摄像机参数更加准确，就需要有相当多的标定图像，这主要是因为摄像机参数之间存在不容忽视的相关性，这些参数只能通过多次无关测量进行求解。标定板在标定图像中最好能够覆盖整个视野并尽可能覆盖摄像机外参的范围，为了得到准确的摄像机参数这点非常重要。实际上，如果标定板能够在标定图像中覆盖图像的每个角落，可以使计算得到的径向畸变系数 $k$ 更准确。另外，如果标定板可以覆盖较大的深度范围，那么所有的摄像机参数都会更准确。可以通过标定板绕它的 $x$ 轴和 $y$ 轴旋转或者将标定板放置在于摄像机不同距离的位置上使标定板覆盖较大的深度范围。

调整摄像机焦距和光圈对摄像机参数的影响

下图显示了焦距变化对摄像机参数的影响，这个实验中使用 $12.5mm$ 镜头与一个 $1mm$ 近拍接圈。将镜头焦点调至最远和最近，在近焦时摄像机使用 $1cm*1cm$ 大小的标定板进行标定，在远焦时使用 $3cm*3cm$ 大小的标定板进行标定。这样在两种设置下焦平面上标定板大小一致。注意我们在拍摄标定图像时，两种情况下标定对象大约覆盖同样范围的景深，并且放置的位置也大约相同。
这里写图片描述
两种情况下分别拍摄标定板的20幅图像，为了从统计学上评估摄像机参数是否不同，我们取20幅图像中包含任意19幅图像的20个子集来标定摄像机。从图3.106(a)中可以明显看到调节焦点将会改变主距。另外，径向畸变系数 $k$ 的变化也非常明显。
最后，我们将分析镜头上光圈调节时会发生什么情况。测试的环境与上面的实验类似。摄像机分别设置为 $f/4$ 和 $f/11$ 。每个设置拍摄20幅 $3cm*3cm$ 标定板的图像。注意两种拍摄时拍摄标定板的图像时尽量使标定板在图像中的位置相似。摄像机使用 $8.5mm$ 镜头和一个 $1mm$ 的近摄接圈。同样，我们取 $20$ 幅图像中包含任意19幅图像的20个子集来标定摄像机。