[原创]移动相机九点标定工具原理及实现（包涵部分源码）

技术分享 2年前 (2022-07-23) 0 999+

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1. 移动相机标定与固定相机的标定有什么差异？

书接上文 [原创]一种自动化九点标定工具原理（包涵部分源码）
移动相机（眼在手上）：相机安装在龙门架的Z轴上
相机拍照得出来来的位置与当前龙门架实际点位有关系，有什么关系呢？答案：平移关系，只比固定相机多了一个平移关系
怎么理解呢？假如以相机中心点作为坐标系T1原点，坐标系T1和龙门架坐标系G1只有平移关系。而坐标系T1内的图像坐标系C1与龙门架坐标系G1存在一个固定的仿射变换矩阵

2. 解决办法？

假如龙门架在G1点位，在此点位使用相机拍到一个mark点的图像坐标为P1；放射变换矩阵为M1，而此mark点对应的真实龙门架坐标为R1
四者之间的关系为R1=P1*M1+G1
通过上一篇文章描述方法，同样利用旋转方式获取P1，只是操作方式稍微不同。

3. 详细操作步骤？

龙门架先吸取标定板到R1位置，放下标定板
龙门架到达G1位置，拍照获取到mark点位置P1.1
龙门架再次到R1位置，吸取标定板，旋转180度后放下标定板
龙门架再次到达G1位置，拍照获取到mark点位置P1.2
P1的图像坐标为P1.1和P1.2的中心点
到此，公式R1=P1*M1+G1的参数已经拿到R1，P1,G1。按照上述方式操作9次就可以计算出仿射变换矩阵M1了

4. 适用范围

此标定方式只适合类似于龙门架的头部相机标定，不适合机械手设备的头部相机标定
机械手头部相机的标定除了平移关系外，还有旋转关系。具体标定方式见下回分解

5. 源码

        private void updatePoiMatrix(Position pcbPoi,Position poi1, Position poi2,Position takePhotoPoi)         {             //更新对应的数组             imagePoiList.Add(new Position() { X = (poi1.X + poi2.X) / 2, Y = (poi1.Y + poi2.Y) / 2 });             System.Windows.Point p1=new System.Windows.Point();             p1.X = pcbPoi.X - takePhotoPoi.X;             p1.Y = pcbPoi.Y - takePhotoPoi.Y;              Position newDstPoi = new Position();             newDstPoi.X = p1.X;             newDstPoi.Y = p1.Y;             robotPoiList.Add(newDstPoi);         }         private void btnSaveCalibration_Click(object sender, EventArgs e)         {             try             {                 NcHelper.GetInstance().SaveMat(imagePoiList, robotPoiList, this.matPath);             }             catch (Exception ex)             {                 this.printException(ex);             }         }                  public void SaveMat(List<Position> imageList, List<Position> robotPoiList, string path)         {             HTuple imageXList = new HTuple(), imageYList = new HTuple();             HTuple robotXList = new HTuple(), robotYList = new HTuple();              for (int i = 0; i < imageList.Count; i++)             {                 imageXList[i] = imageList[i].X;                 imageYList[i] = imageList[i].Y;                 robotXList[i] = robotPoiList[i].X;                 robotYList[i] = robotPoiList[i].Y;             }              HTuple hv_HomMat2D = new HTuple(), hv_SerializedItemHandle = new HTuple();             HTuple hv_FileHandle = new HTuple();             ////标定             hv_HomMat2D.Dispose();             HOperatorSet.VectorToHomMat2d(imageXList, imageYList, robotXList, robotYList, out hv_HomMat2D);              //保存变换矩阵             hv_SerializedItemHandle.Dispose();             HOperatorSet.SerializeHomMat2d(hv_HomMat2D, out hv_SerializedItemHandle);             hv_FileHandle.Dispose();             HOperatorSet.OpenFile(path, "output_binary", out hv_FileHandle);             HOperatorSet.FwriteSerializedItem(hv_FileHandle, hv_SerializedItemHandle);             HOperatorSet.CloseFile(hv_FileHandle);              imageXList.Dispose();             imageYList.Dispose();             robotXList.Dispose();             robotYList.Dispose();             hv_HomMat2D.Dispose();             hv_SerializedItemHandle.Dispose();             hv_FileHandle.Dispose();         }