机器人视觉与感知

相机内参

相机内参是描述相机自身内部光学特性的一小组数字——那是烙印在这台特定镜头和传感器里的固定属性,无论你把它指向哪里都不会变。它们回答的是这样一个问题:一旦一条光线进入这台相机,它究竟会点亮哪一个像素?两台相机即使摆在同一个位置、朝着同一个方向,也可能拍出不同的图像,因为一台用的是广角镜头加大传感器,另一台用的是长焦镜头加小传感器。内参所刻画的,正是这种差别。

内参通常有四到五个。焦距(往往是两个数字,分别对应水平和垂直方向)决定了画面有多“拉近”——长焦距会把世界中很窄的一片放大,短焦距则把宽广的场景一并收入。主点是光学中心落在的那个像素,通常靠近图像中央,但很少正好在正中,因为传感器从来不可能装得绝对端正。第五个数字“偏斜”在现代相机里几乎总是零,它用来表示像素的行与列没有完全垂直的情况。把它们打包在一起,就构成了内参矩阵——把相机前方的一个方向换算成精确像素坐标的配方。

内参属于相机本身,而不属于场景,所以机器人四处行驶时它们保持不变——这正是它们如此宝贵的原因。一旦测定,机器人就能始终如一地解读这台相机拍下的每一张图像。内参不同于外参,外参描述的是相机在世界中处于何处、朝向哪个方向。

经过标定后,机器人的网络摄像头报告焦距为 615 像素、主点位于一张 640×480 图像上的像素 (318, 242)——接近图像中心 (320, 240),但偏了两个像素左右,这正与传感器安装略有偏差的情况相吻合。

真实的内参:焦距,加上一个靠近但并不正好位于图像中心的主点。

焦距和主点是以像素而非毫米来表示的,因为对一张图像而言,真正重要的是光学系统与传感器像素网格之间的关系。

又称
intrinsicsintrinsic matrix内参矩阵內參矩陣