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工業(yè)相機是機器視覺(jué)系統獲取圖像的關(guān)鍵部件，它將被處理目標物體的光形象轉換為視頻電信號，再將此信號A/D轉換并送到處理器后就可以處理、分析、識別該目標物體了。

工業(yè)相機拍到的圖像中的每一點(diǎn)的亮度反映了空間物體表面某點(diǎn)反射光的強度，而該點(diǎn)在圖像上的位置于空間物體表面相應點(diǎn)的幾何位置有關(guān)，這些位置的相互關(guān)系，由工業(yè)相機成像幾何模型所決定，該幾何模型的參數稱(chēng)為工業(yè)相機參數。這些參數必須由試驗和計算決定，試驗和計算的過(guò)程稱(chēng)為工業(yè)相機標定。

工業(yè)相機的標定過(guò)程就是確定其幾何和光學(xué)參數，以及工業(yè)相機相對于世界坐標系的方位。由于標定精度的大小，直接影響著(zhù)機器視覺(jué)的精度。因此，只有做好了相機標定工作，后續工作才能正常展開(kāi)，可以說(shuō)，提高標定精度也是當前機器視覺(jué)科研工作的重要方面之一。

工業(yè)相機模型是光學(xué)成像幾何關(guān)系的簡(jiǎn)化，最簡(jiǎn)單的模型是線(xiàn)性模型，或稱(chēng)針孔模型(pin－holemodel)。當計算精度要求較高，尤其是當工業(yè)相機的鏡頭是廣角鏡頭時(shí)，線(xiàn)性模型不能準確的描述相機的成像幾何關(guān)系，所以要用非線(xiàn)性模型。

相機標定還與機器視覺(jué)系統的任務(wù)有關(guān)，在立體視覺(jué)中，一般需要使用兩個(gè)或更多的工業(yè)相機，所以，還需要知道各個(gè)工業(yè)相機之間的幾何關(guān)系。另外還有hand－eyecalibration等。

一般的相機標定方法都需要在相機前放一個(gè)已知形狀與尺寸的物體，稱(chēng)為標定物或標定參照物(referenceobject)。由于，在某些視覺(jué)系統中(如機器人視覺(jué)系統，主動(dòng)視覺(jué)系統等)，需要經(jīng)常改變工業(yè)相機的位置或調整相機光學(xué)系統(如光圈與焦距)，因此，在每次調整后，都需要做相機標定。在這種情況下，在相機工作環(huán)境中放一個(gè)標定板常常是不現實(shí)的，而相機自標定是指不需要使用標定物的定標方法。

工業(yè)相機自標定相對于傳統方法有更好的靈活性和實(shí)用性，通過(guò)多年的不懈努力，理論上的問(wèn)題已基本解決，目前研究的重點(diǎn)是如何提高標定算法的魯棒性以及如何很好地用這些理論來(lái)解決實(shí)際視覺(jué)問(wèn)題。為了提高魯棒性，在實(shí)際應用中建議更多的使用分層逐步自標定方法，并應對自標定的結果進(jìn)行線(xiàn)性?xún)?yōu)化。線(xiàn)性工業(yè)相機的標定涉及到三個(gè)坐標系：圖像坐標系、相機坐標系和世界坐標系。

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圖像坐標系

工業(yè)相機采集的圖像以標準電視信號的形式經(jīng)高速圖像采集系統轉換為數字圖像，并輸入計算機。每幅數字圖像在計算機內為M*N數組，M行N列的圖像中的每一個(gè)元素(稱(chēng)為像素，pixel)的數值即是圖像點(diǎn)的亮度(或稱(chēng)灰度)。在圖像上定義直角坐標系u,v，每個(gè)像素的坐標(u,v)分別以該像素為單位的圖像坐標系坐標。由于(u,v)只表示像素位于數組中的列數和行數，并沒(méi)有用物理單。

工業(yè)相機坐標系

工業(yè)相機坐標系的原點(diǎn)為攝像機光心，x軸與y軸與圖像的X,Y軸平行，z軸為攝像機光軸，它與圖像平面垂直。光軸與圖像平面的交點(diǎn)，即為圖像坐標系的原點(diǎn)，構成的直角坐標系稱(chēng)為攝像機坐標系。

世界坐標系

由于工業(yè)相機可安放在環(huán)境中的任意位置，在環(huán)境中選擇一個(gè)基準坐標系來(lái)描述工業(yè)相機的位置，并用它描述環(huán)境中任何物體的位置，該坐標系稱(chēng)為世界坐標系。相機坐標系與世界坐標系之間的關(guān)系可以用旋轉矩陣與平移向量來(lái)描述。