首页 文章

如何获得物体的距离和如何正确使用相机校准矩阵？

提问于
浏览 次
1

我使用opencv成功校准了我的相机 . 我正在使用的相机镜头 . https://www.baslerweb.com/en/products/vision-components/lenses/basler-lens-c125-0418-5m-f1-8-f4mm/

内部和外部摄像机参数如下 .

cv::Mat cameraMatrix(3, 3, cv::DataType<double>::type);
    cameraMatrix.at<double>(0) = 1782.80;//fx //432.2 in mm
    cameraMatrix.at<double>(1) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(2) = 3.0587694283633488e+002;//cx
    cameraMatrix.at<double>(3) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(4) = 1782.80;//fy
    cameraMatrix.at<double>(5) = 3.0535864258476721e+002;//cy
    cameraMatrix.at<double>(6) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(7) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(8) = 1;


    cv::Mat disCoeffs(1, 5, cv::DataType<double>::type);
    disCoeffs.at<double>(0) = -8.1752937039996709e-001;//k1
    disCoeffs.at<double>(1) = -2.5660653367749450e+001;//k2
    disCoeffs.at<double>(2) = -1.5556922931812768e-002;//p1
    disCoeffs.at<double>(3) = -4.4021541217208054e-002;//p2
    disCoeffs.at<double>(4) = 1.5042036073609015e+002;//k3

我知道这个公式用于计算物体的距离 . 但我很困惑如何正确使用它 .

enter image description here

我相机的分辨率为640x480 .

焦距= 1782.80（px）不知道如何正确转换为mm

我知道焦距是从传感器到图像平面的距离 . 那么这个值究竟代表什么呢？像素只是屏幕上的一个单位代表点 .

我正在使用的对象是圆圈 . 半径= 22.（宽度和高度44 * 44）圆心点：300,300（x，y）

传感器高度不知道怎么弄？

我在哪里使用原则点？

我如何从相机到物体的距离？如何获得圆的真实世界坐标？

我知道要问太多了 . 我试了一个月 . 没有找到任何适当的解决方案 .

我使用函数solvePnP来获取相机平移和旋转矩阵 . 但我有问题如何计算对象点？

c++ opencv computer-vision

1 回答

  • 2

    您的 cx 和 cy 似乎是错误的，因为它们应该是分辨率的一半： 640/2 ＆ 480/2 . fx 和 fy 是从校准过程中获得的像素单位 . 要将它们转换为 mm ，请使用以下公式：

    pixels width = (image width in pixels) * (focal length in mm) / (CCD width in mm)

pixels height = (image height in pixels) * (focal length in mm) / (CCD height in mm)

    校准相机时，使用这些公式确保您具有正确的值 . 对我来说 cx 和 cy 是错误的，因为它们代表了图像的中心（它们不应该相等，除非你的图像是正方形而不是这种情况） . 对于 fx 和 fy ，我可以't tell because I don't知道相机的CCD . 如果CCD是方形的，它们可以相等 .

    请勿手动更改这些参数，而是让校准软件对其进行计算 .

    Now you've those parameters, how you compute the distance?

    你提出的公式在某种意义上是没有用的，如果你可以测量真实的高度，你通常可以测量距离（至少在你的情况下）..所以为什么使用相机！？

    因此，要计算现实世界中的距离，还需要两件事：外部参数（你的 cameraMatrix 矩阵是内在参数）和真实世界坐标中的至少四个点（越多越好） . 完成这些操作后，可以使用 solvePnP 函数查找对象的姿势 . 姿势表示相对于相机框架的平移和旋转 .

    http://docs.opencv.org/2.4/modules/calib3d/doc/camera_calibration_and_3d_reconstruction.html#solvepnp

    这是一段代码可以帮助做到这一点：

    //Four points in real world with `x,y and z` coordinates
vector<Point3f> vec3d;
vec3d.push_back(Point3f(0, 0, 0));
vec3d.push_back(Point3f(0, 211, 0));
vec3d.push_back(Point3f(295, 211, 0));
vec3d.push_back(Point3f(295, 0, 0));

    z=0 因为你的真实点在一个平面上 .

    //The same four points but in your image plan, therefore there is no z and they're in pixel unit
vector<Point2f> vec2d;
vec2d.push_back(Point2f(532, 412)); //(y,x)
vec2d.push_back(Point2f(583, 594));
vec2d.push_back(Point2f(927, 535));
vec2d.push_back(Point2f(817, 364));

//The pose of the object: rvec is your rotation vector, tvec is your translation vector
cv::Mat rvec, tvec;
solvePnP(vec3d, vec2d, cameraMatrix, distCoeffs, rvec, tvec);

    最后，您可以计算 tvec 与欧几里德距离的实际距离： d=std::sqrt(tx*tx+ty*ty+tz*tz) .

    Your questions:

    传感器高度不知道怎么弄？

    在互联网或手册中查找您的相机规格，您就会找到它 .

    我在哪里使用原则点？

    它们是你的内在参数 . 你不会单独使用它们 .

    我如何从相机到物体的距离？如何获得圆的真实世界坐标？

    我在上面解释过 . 你需要四个点并且有一个圆圈你只有一个不足以计算姿势 .

    但我有问题如何计算对象点？

    solvePnP中的objectPoints是你的真实世界坐标 . 例如，棋盘上有角，我们知道每个角的精确位置，相对于您在棋盘中选择的世界框架 . 它可以在左上角或类似的东西和z = 0，因为棋盘就像你的圆圈一样打印在纸上！

    EDIT:

    您可以在手册页13 here中找到更多规格 . 据说 7.4 x 7.4µm ：

    f (mm)=f(pixel) x pixel_size(mm) => f (mm) = 1782.80x7.2e-6 = 12.83616 (mm)

    哪个不是4mm !!然后你需要再次进行校准，出了点问题！

    3D点：矢量vec3d; vec3d 是您要存储3D坐标点的地方 . 我给你举了一个例子来说明原点的第一点：

    vec3d.push_back(Point3f(0, 0, 0)); //y,x,z

    EDIT3

    如果你采取这样的模式

    enter image description here

    然后选择例如左上角或右上角的圆圈，它的坐标为 (0,0,0) ，即原点 . 之后，它旁边的圆圈是你的第二个点，它将具有 (x,0,0) x 是两个圆圈之间的距离（mm） . 你对模式中的四个点做同样的事情 . 您可以选择所需的任何图案，只要您可以在图像中检测到它并以像素为单位检索它们的坐标 . 如果您仍然不明白，我建议您参加 projective geometry 和 camera models 的课程，以便了解每个参数的含义 .

    回复于

相关问题