攝像頭各標定參數的作用

生長之路往往風雨交加，真正的生長之美不在于人生最終的高度，而是生長的過程中，我們內心能否保持足夠的沉靜，行動能否保持足夠的韌性。

攝像頭在生成一張圖片時，首先通過外參矩陣將世界坐標系中的點映射到攝像頭坐標系中。

然后，利用內參矩陣將攝像頭坐標系中的點映射到相機坐標系中。

接著，應用畸變矩陣對相機坐標系中的點進行畸變校正，得到畸變后的點。

最后，根據畸變后的點在成像平面上的坐標，生成最終的圖像。

外參矩陣

外參矩陣：現實世界點P(世界坐標)是怎樣經過旋轉R和平移t，然后落到另一個現實世界點(攝像機坐標系)上。 車載攝像頭的外參矩陣描述了攝像頭在世界坐標系中的位置和姿態，主要包括旋轉矩陣-R和平移向量-t，用于將相機坐標轉換為世界坐標。外參矩陣通常表示為一個4x4的矩陣，記為，其中?R為3x3的旋轉矩陣，?t為3x1的平移向量。外參矩陣的一般形式如下：

其中，rij表示的是旋轉矩陣的元素，tx,ty,tz,標示的是平移向量的分量。外參矩陣的作用是將相機坐標系（Xc,Yc,Zc）映射到世界坐標系（Xw,Yw,Zw）

通過外參矩陣，可以實現相機坐標到世界坐標的轉換，為攝像頭在三維空間中的定位和姿態估計提供了基礎。

內參矩陣 內參矩陣：點P在2的基礎上，是如何繼續經過攝像機的鏡頭、并通過針孔成像透視變換成為像素點（圖像坐標系）；

核心作用：通過內參矩陣，可以實現像素坐標到相機坐標的轉換，為后續的攝像頭標定、三維重建等任務提供了基礎； 車載攝像頭的內參矩陣描述了攝像頭的內部特性，主要包括焦距、主點坐標等參數，用于將像素坐標轉換為相機坐標。內參矩陣通常表示為一個3x3的矩陣，記為?K，其一般形式如下：

其中，??fx和fy表示相機的焦距，cx和cy表示主點的坐標，s表示可能的非正交性參數。內參矩陣的作用是將像素坐標系（u，v）映射到相機坐標系（X,Y,Z）

畸變矩陣

畸變矩陣：上面那個像素點并沒有落在理論計算該落在的位置上，還tm產生了一定的偏移和變形?。?！

車載攝像頭的畸變矩陣描述了攝像頭鏡頭造成的畸變，主要包括徑向畸變和切向畸變等參數?；兙仃嚨淖饔檬菍D像進行畸變校正，使其更符合幾何規律，提高圖像的準確性和質量。

具體來說，畸變矩陣可以對圖像中的畸變進行校正，包括以下兩種主要畸變：

畸變矩陣的形式一般如下：D=[k1 k2 p1 p2 k3]

其中，k1k2k3為徑向畸變參數，p1 p2為切向畸變參數。

徑向畸變（Radial Distortion）：由于鏡頭制造和裝配的不完美性，導致圖像中心和邊緣的像素位置發生偏差，表現為圖像中心的拉伸或壓縮效應，k1k2k3控制了鏡頭的徑向畸變，主要用來描述圖像中心附近的畸變情況，k1k2通常是主要的徑向畸變參數，K3通常用于更精細的畸變校正

備注：當K1>0表示圖像的中心附近的像素位置被壓縮，造成的凸型畸變；當K1<0時，表示圖像中心附近的像素位置被拉伸，造成的凹型畸變；

切向畸變（Tangential Distortion）：由于鏡頭和圖像平面之間的不平行或者不垂直造成的畸變。切向畸變可以通過畸變矩陣進行校正，使圖像中的水平和垂直線更加準確，用參數p1 p2表達；

通過對圖像進行畸變校正，可以提高后續圖像處理和計算的準確性，例如在目標檢測、跟蹤和三維重建等應用中，畸變矩陣的作用至關重要。

審核編輯：黃飛