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像素校准,机器视觉检测中的重要环节
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时间:2015-03-13 10:52:25

        随着如今工业自动化程度的提高,越来越多的机器视觉被用在工业生产之中,可以说近二十年里,机器视觉得到了飞速的发展。在机器视觉的使用中,尺寸或者形状的测量会被大量应用到,和普通测量工具一样,此类机器视觉在使用前需要进行像素校准。

        机器视觉的像素校准,是指由把由相机拍摄的图片和实物进行比较计算,获得两者之间的数学关系,并可通过此关系来矫正图片,以此消除图片拍摄时由多种误差产生的形变。对于用来测量的机器视觉,尤其是高精度测量的视觉系统,像素校验是必不可少的一环。

        一张相机拍摄的图片,是通过像素为单位来存储所有信息的。像素校验使用了数学方法,把以像素为单位的图片还原为我们常用的测量单位,如毫米,英尺等。和普通摄影一样,当知道了焦距,CCD 或者CMOS的大小等硬件参数后,我们可以初略计算出其比例关系。如,1 个像素对应1 毫米,那100 个像素就对应100 毫米。但是,在相机拍摄图像时候,由于CCD 或者CMOS 的微小形变,以及镜头的畸变,外加拍摄角度的问题,其比例不是完全线性的。这个时候就需要用到像素校验,它通过复杂计算,系统的产生整个图像与真实世界的映射关系。

        来自苏州大学机电学院的李冬、张茂青2014年5月在汉斯《人工智能与机器人研究》学术期刊发表的文章中,描述了一种机器视觉校准的方法。在基于小孔成像相机模型的基础上,使用平板拍取若干张照片进行校验。采用几何坐标变换,并且结合齐次图形学,考虑相机镜头畸变的情况下,计算出相机的内参和外参。此类方法可以广泛御用使用于机器视觉的相机的校准。

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