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相机校准目标所需的容差

如何解决相机校准目标所需的容差

在阅读和试验相机校准时,我没有看到任何提及放置校准目标所需的容差。例如,假设我有一个 200mm x 30mm 的视野,我希望能够在这个视野中测量物体的位置到 1mm 以内。我将使用网格模式和 OpenCV 校准相机流程校准我的相机。假设我的校准目标是一个 5mm 间距的印刷棋盘格。我的目标角之间 5 毫米间距的公差是多少?更严格的容差是否会导致更准确的像素到现实世界的转换?更严格的容差是否会导致更好的失真消除? 注意我在 2D 平面上测量对象,没有深度测量,不幸的是我无法移动校准目标并对其进行多个视图。所以我专门讨论使用单一视图进行校准。

解决方法

使用单一视图进行校准是一个糟糕的主意,一般来说,因为它需要的独立样本数量很少,所以校准网格制造的公差可能是您最不担心的。但如果你必须...

此处的控制因素是传感器的点距。给定镜头的标称焦距,并且您希望校准 RMSE 为十分之几像素的数量级,您可以计算出沿传感器水平轴由 1/10 像素跨越的角度。在镜头出瞳和目标之间的标称距离处进行反向投影,将为您提供 3D 世界中的长度,该长度可测量目标在校准最佳位置的角落位置的不确定性。你的物理目标点应该至少被同样准确地知道,而且通常更好。

示例: 设置:点距 5um,16mm 焦距镜头,200mm 工作距离到目标。

  • 反向投影的 1/10 像素:200/16*0.5um =~ 6um
  • 反向投影的 1/2 像素:200/16*2.5um =~ 31um

如果您假设误差的完美卡方缩放与数据点数量的平方根,则可以放宽这一点。如果您有 100 个角,则可以将其乘以 10,即 1/2 像素约 300 微米

请注意,对于这种容差,温度控制(针对相机和目标)可能会成为需要考虑的因素。

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