鱼眼相机相关知识及其标定矫正

时间:2024-05-20 16:00:58

首先列一下参考资料:

广角 超广角 鱼眼
焦距 24~38 13~20 <16
视角 60~84 94 ~118 120 ~225

根据鱼眼投影圆与成像面的几何关系分类

鱼眼相机
圆形相机
桶形相机
全画幅相机

鱼眼相机相关知识及其标定矫正
圆形鱼眼图
鱼眼相机相关知识及其标定矫正
鼓型鱼眼图
鱼眼相机相关知识及其标定矫正
全帧鱼眼图
鱼眼相机相关知识及其标定矫正
鱼眼镜头模型分类

r=f.sin a
r=f.a
r=2f.sina/2
r=2f.tana/2
鱼眼镜头模型
正交投影模型
等距投影模型
等角投影模型
体视投影模型

其中r是在成像平面上,对象到光轴的距离
f是镜头的焦距
a是入射光线与光轴的夹角

鱼眼镜头模型优缺点比较:

优点 缺点
正交投影模型 映射关系简单,图像中心畸变小 边缘图像失真严重,仅适用视角小于180°的场景
等距投影模型 适用于视角大于180°场景,价格亲民
等角投影模型 图像不失真 映射关系较为复杂
体视投影模型 对视角接近180°的图像压缩较小 成像面积小,畸变较大,价格昂贵

鱼眼相机畸变矫正

所谓的鱼眼相机,工程上视角超过140°的相机镜头,而鱼眼相机拍摄的图片因为广角更大,可以理解为全景图片。
鱼眼相机矫正就是将全景图片进行转换成一张平面图片。效果图如下:
鱼眼相机相关知识及其标定矫正

鱼眼相机原理

之所以叫鱼眼,是因为仿生鱼眼。
鱼眼相机相关知识及其标定矫正
当鱼眼靠近水面时。视角可以接近180°这种现象在光学原理中属于全反射和光路可逆。
鱼眼相机相关知识及其标定矫正
人类借鉴鱼类仰视水面智商半球空域的视觉与案例
鱼眼相机相关知识及其标定矫正鱼眼相机相关知识及其标定矫正
鱼眼镜头成像畸变理论
在传统光学原理中,受到高斯原理成像视角限制,能成像的空间大小极为有限。
鱼眼相机相关知识及其标定矫正
为了突破成像限制,鱼眼相机引入畸变。
鱼眼相机相关知识及其标定矫正

标定方法:

  1. 张正友标定法
  2. 全方位相机标定法