视觉点胶机N点标定的原理与流程是什么?

N点标定是一种相机标定方法,通过多个标定点实现高精度相机参数标定。其原理基于多视图几何,采用标定板上精确坐标已知的多个标定点,在不同位置拍摄获得其在图像中的像素坐标,然后通过像素坐标与空间坐标的对应关系计算出相机的内外参数。
内外参数是影响视觉精度的关键参数。内参包括焦距、主点坐标和摄像机的几何畸变系数,决定像素坐标到相机坐标系的变换关系。外参是标定板在相机坐标系下的旋转和平移参数,决定相机坐标系到标定板坐标系的变换关系。精确的内外参数是实现高精度视觉定位和3D测量的基础。
N点标定板上印有多个高精度的圆点或方点作为标定点,其空间坐标精确已知。机械手或人工将标定板放置在不同位置拍摄图像,获得标定点在图像中的像素坐标。然后将标定点的像素坐标与对应的空间坐标输入到标定算法,算法通过多视图几何理论计算相机的外参R(旋转矩阵)和T(平移向量),并优化得到内参的最佳估计值。
标定流程是:1) 拍摄获取标定板在不同位置的图像;2) 手动选取或用算法提取标定点的像素坐标;3)输入标定板上标定点的空间坐标;4)输入初始的外参R和T估计;5)调用标定算法计算内外参,并通过优化迭代求最佳解;6)评估标定结果,如果精度不满足要求则返回步骤1重新标定。
标定精度的评估方法有space reprojection error和image reprojection error。通过实际应用也可直接评估视觉定位精度。N点标定可有效消除标定板位置和姿态的影响,获得高精度的参数标定结果。
所以,N点标定作为一种高精度的相机标定方法,其原理基于多视图几何,通过对应点之间的映射关系求解相机的参数。通过采集多个样本点并进行优化迭代,可以有效提高标定精度和鲁棒性。它是实现机器视觉高精度定位和3D计算的基础,在工业视觉中有着非常广泛的应用