康耐視相機標定及設置

康耐視相機標定及設置ppt課件2021/10/10星期日1目錄相機標定概述相機標定準備相機標定步驟相機設置詳解標定結(jié)果驗證與應用常見問題與解決方案2021/10/10星期日201相機標定概述Chapter2021/10/10星期日3

標定目的與意義提高測量精度通過相機標定，可以消除鏡頭畸變，提高圖像測量精度。確定相機參數(shù)標定過程可以確定相機的內(nèi)參（如焦距、主點坐標等）和外參（如相機姿態(tài)、位置等），為后續(xù)圖像處理提供準確參數(shù)。實現(xiàn)三維重建基于標定結(jié)果，可以從二維圖像中恢復出三維場景信息，實現(xiàn)三維重建和測量。2021/10/10星期日4康耐視相機采用針孔相機模型進行標定，該模型描述了光線通過針孔在像平面上成像的過程。針孔相機模型采用張氏標定法進行相機標定，該方法通過拍攝不同角度的棋盤格標定板，提取角點信息進行計算，得到相機內(nèi)外參數(shù)。張氏標定法在初步得到相機參數(shù)后，采用非線性優(yōu)化方法（如LM算法）對參數(shù)進行迭代優(yōu)化，提高標定精度。非線性優(yōu)化康耐視相機標定原理2021/10/10星期日5標定流程簡介提取角點信息使用圖像處理算法提取標定圖片中的角點信息，為后續(xù)計算提供數(shù)據(jù)。拍攝標定圖片使用康耐視相機拍攝不同角度、不同位置的標定板圖片，確保圖片清晰、角點明顯。準備標定板制作高精度棋盤格標定板，格子大小和數(shù)量需滿足標定要求。計算相機參數(shù)基于張氏標定法和非線性優(yōu)化方法，計算相機的內(nèi)外參數(shù)及畸變系數(shù)。驗證標定結(jié)果使用標定得到的參數(shù)對另一組標定圖片進行處理，觀察處理結(jié)果是否符合預期，以驗證標定結(jié)果的準確性。2021/10/10星期日602相機標定準備Chapter2021/10/10星期日7用于相機標定的標準參照物，需具有高精度的尺寸和形狀。根據(jù)相機接口和視場需求選擇合適的鏡頭，注意鏡頭的焦距、光圈等參數(shù)。選擇適合的康耐視相機型號，根據(jù)應用場景確定相機分辨率、幀率等參數(shù)。為確保圖像質(zhì)量，選擇適當?shù)墓庠春驼彰鞣绞剑苊夥垂夂完幱?。鏡頭相機光源與照明系統(tǒng)標定板硬件準備2021/10/10星期日8安裝相機對應的驅(qū)動程序，確保相機與計算機正常通信?？的鸵曄鄼C驅(qū)動標定軟件軟件配置下載并安裝康耐視相機標定軟件，如CognexVisionPro等。根據(jù)相機型號和標定需求，配置軟件參數(shù)，如曝光時間、增益、白平衡等。030201軟件安裝與配置2021/10/10星期日901020304標定板類型根據(jù)標定需求選擇合適的標定板類型，如棋盤格標定板、圓點標定板等。標定板尺寸根據(jù)相機視場和標定需求選擇合適的標定板尺寸，確保標定板在相機視野內(nèi)清晰可見。標定板精度確保標定板的精度滿足相機標定的要求，一般要求標定板的制造精度高于相機標定精度的兩倍。標定板制作按照選定的標定板類型和尺寸，使用高精度打印或雕刻設備制作標定板。標定板選擇與制作2021/10/10星期日1003相機標定步驟Chapter2021/10/10星期日11根據(jù)實際需求選擇合適的標定板，如棋盤格標定板、圓形標定板等。選擇合適的標定板將標定板放置在相機視野內(nèi)，確保標定板清晰可見且占據(jù)相機視野的大部分區(qū)域。放置標定板使用相機拍攝多張不同角度、不同位置的標定板圖像，以便后續(xù)處理。拍攝標定圖像采集標定圖像2021/10/10星期日12角點提取利用圖像處理技術(shù)提取標定板上的角點，如Harris角點檢測、SIFT特征點提取等方法。圖像處理對拍攝的標定圖像進行預處理，如去噪、增強等操作，以提高角點提取的準確性。角點匹配將提取的角點與標定板上的實際角點進行匹配，確保后續(xù)計算的準確性。提取標定板角點2021/10/10星期日1303參數(shù)優(yōu)化利用非線性優(yōu)化方法，如Levenberg-Marquardt算法等，對計算得到的相機內(nèi)外參數(shù)進行優(yōu)化，提高標定精度。01內(nèi)參計算根據(jù)提取的角點坐標和已知的標定板尺寸，利用最小二乘法等方法計算相機的內(nèi)參，包括焦距、主點坐標等。02外參計算通過已知的相機內(nèi)參和標定板在世界坐標系中的位置，計算相機的外參，即相機在世界坐標系中的位置和朝向。計算相機內(nèi)外參數(shù)2021/10/10星期日14123將計算得到的相機內(nèi)外參數(shù)應用于標定圖像，計算重投影誤差并分析其分布情況，以評估標定結(jié)果的準確性。重投影誤差分析根據(jù)重投影誤差分析結(jié)果，對相機內(nèi)外參數(shù)進行微調(diào)或重新優(yōu)化，以進一步提高標定精度。參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化將優(yōu)化后的相機內(nèi)外參數(shù)應用于實際拍攝的圖像中，驗證其準確性和穩(wěn)定性，并將結(jié)果保存以便后續(xù)使用。結(jié)果驗證與保存優(yōu)化標定結(jié)果2021/10/10星期日1504相機設置詳解Chapter2021/10/10星期日16曝光時間與增益調(diào)整曝光時間：控制相機快門打開的時間長度，影響圖像的亮度。過長曝光可能導致圖像過亮，出現(xiàn)飽和或模糊。增益過高可能導致圖像失真和噪點增加。過短曝光可能導致圖像過暗，丟失細節(jié)。增益調(diào)整：通過放大圖像信號來提高圖像亮度。增益過低可能使圖像暗淡，對比度降低。2021/10/10星期日17白平衡與色彩校正自動白平衡適用于大多數(shù)場景，但在特定光源下可能不準確。色彩校正：對圖像進行色彩調(diào)整，以改善視覺效果或滿足特定需求。白平衡：調(diào)整圖像中紅、綠、藍三原色的比例，以還原真實色彩。手動白平衡允許用戶自定義色彩比例，以獲得更準確的色彩還原。包括飽和度、對比度、色調(diào)等參數(shù)的調(diào)整。2021/10/10星期日18高分辨率可提供更多細節(jié)，但可能增加處理時間和存儲需求。幀率：相機每秒捕捉的圖像數(shù)量，影響視頻流暢度和實時性。低幀率可降低存儲和處理需求，但可能導致視頻卡頓。分辨率：相機捕捉圖像的像素數(shù)量，影響圖像清晰度和文件大小。低分辨率處理速度更快，但可能犧牲圖像質(zhì)量。高幀率適用于快速運動場景，提供更流暢的視頻效果。010203040506分辨率與幀率設置2021/10/10星期日19觸發(fā)模式同步設置噪聲抑制ROI設置其他高級設置控制相機何時捕捉圖像，包括軟件觸發(fā)、硬件觸發(fā)等模式。通過算法減少圖像中的隨機噪聲，提高圖像質(zhì)量。確保多個相機或設備之間的同步工作，避免圖像錯位或時序問題。定義感興趣區(qū)域（RegionofInterest），僅對該區(qū)域進行圖像處理和分析，以提高處理效率。2021/10/10星期日2005標定結(jié)果驗證與應用Chapter2021/10/10星期日21相機內(nèi)外參數(shù)展示將計算得到的相機內(nèi)參（焦距、主點坐標等）和外參（旋轉(zhuǎn)矩陣、平移向量等）以圖表形式展示，方便用戶查看和理解。三維重建效果展示通過對比標定前后的三維重建效果，用戶可以直觀地感受到標定對三維重建精度的提升。標定板圖像展示顯示標定過程中使用的標定板圖像，以便用戶直觀了解標定過程。標定結(jié)果可視化展示2021/10/10星期日22重投影誤差計算通過計算標定板上特征點在圖像上的重投影誤差，評估標定的精度。重投影誤差越小，說明標定精度越高。三維重建精度評估利用標定結(jié)果對已知三維坐標的點進行重建，通過比較重建后的三維坐標與真實坐標的差異來評估標定精度。對比實驗分析通過與其他標定方法進行對比實驗，分析康耐視相機標定的優(yōu)勢和不足，為用戶提供更全面的評估參考。標定精度評估方法2021/10/10星期日23在工業(yè)生產(chǎn)線上，利用康耐視相機進行產(chǎn)品檢測和質(zhì)量控制。通過精確的相機標定，可以提高檢測的準確性和穩(wěn)定性。工業(yè)檢測在機器人自主導航系統(tǒng)中，利用康耐視相機獲取環(huán)境信息。通過相機標定，可以提高機器人對環(huán)境感知的準確性和魯棒性。機器人視覺導航在建筑、文物保護等領域，利用康耐視相機進行三維重建和測量。通過精確的相機標定，可以提高三維重建的精度和效率。三維重建與測量實際應用場景舉例2021/10/10星期日2406常見問題與解決方案Chapter2021/10/10星期日25可能由于標定板質(zhì)量、光照條件或相機設置等原因?qū)е?。標定板識別不準確可能是由于標定過程中存在誤差或標定板移動導致。標定參數(shù)不穩(wěn)定可能是由于相機或標定板故障，或者軟件問題導致。無法完成標定標定過程中常見問題2021/10/10星期日26白平衡設置不準確可能導致圖像色彩失真，影響標定和后續(xù)圖像處理。分辨率和幀率設置不合適可能導致圖像模糊或運動模糊，影響標定和后續(xù)圖像處理。曝光設置不合適可能導致圖像過曝或欠曝，影響標定和后續(xù)圖像處理。相機設置中常見問題2021/10/10星期日27對于標定板識別不準確問題，可以嘗試更換標定板、調(diào)整光照條件或優(yōu)化相機設置等方法解決。對于無法完成標