一句话说清楚摄像头各标定参数的作用

myhomer

摄像头在生成一张图片时，首先通过外参矩阵将世界坐标系中的点映射到摄像头坐标系中。然后，利用内参矩阵将摄像头坐标系中的点映射到相机坐标系中。接着，应用畸变矩阵对相机坐标系中的点进行畸变校正，得到畸变后的点。最后，根据畸变后的点在成像平面上的坐标，生成最终的图像。

外参矩阵

外参矩阵：现实世界点P( 世界坐标 )是怎样经过旋转R和平移t，然后落到另一个现实世界点( 摄像机坐标系 )上。
车载摄像头的外参矩阵描述了摄像头在世界坐标系中的位置和姿态，主要包括旋转矩阵-R和平移向量-t，用于将相机坐标转换为世界坐标。外参矩阵通常表示为一个4x4的矩阵，记为，其中�R为3x3的旋转矩阵，�t为3x1的平移向量。外参矩阵的一般形式如下：


其中，rij表示的是旋转矩阵的元素，tx,ty,tz,标示的是平移向量的分量。外参矩阵的作用是将相机坐标系（Xc,Yc,Zc）映射到世界坐标系（Xw,Yw,Zw）



通过外参矩阵，可以实现相机坐标到世界坐标的转换，为摄像头在三维空间中的定位和姿态估计提供了基础。

内参矩阵
内参矩阵：点P在2的基础上，是如何继续经过摄像机的镜头、并通过针孔成像透视变换成为像素点（图像坐标系）；
核心作用：通过内参矩阵，可以实现像素坐标到相机坐标的转换，为后续的摄像头标定、三维重建等任务提供了基础；车载摄像头的内参矩阵描述了摄像头的内部特性，主要包括焦距、主点坐标等参数，用于将像素坐标转换为相机坐标。内参矩阵通常表示为一个3x3的矩阵，记为�K，其一般形式如下：


其中，��fx和fy表示相机的焦距，cx和cy表示主点的坐标，s表示可能的非正交性参数。内参矩阵的作用是将像素坐标系（u，v）映射到相机坐标系（X,Y,Z）




畸变矩阵

畸变矩阵：上面那个像素点并没有落在理论计算该落在的位置上，还tm产生了一定的偏移和变形！！！
车载摄像头的畸变矩阵描述了摄像头镜头造成的畸变，主要包括径向畸变和切向畸变等参数。畸变矩阵的作用是对图像进行畸变校正，使其更符合几何规律，提高图像的准确性和质量。

具体来说，畸变矩阵可以对图像中的畸变进行校正，包括以下两种主要畸变：

畸变矩阵的形式一般如下：D=[k1 k2 p1 p2 k3]

其中，k1 k2 k3为径向畸变参数，p1 p2为切向畸变参数。

径向畸变（Radial Distortion）：由于镜头制造和装配的不完美性，导致图像中心和边缘的像素位置发生偏差，表现为图像中心的拉伸或压缩效应，k1 k2 k3控制了镜头的径向畸变，主要用来描述图像中心附近的畸变情况，k1 k2通常是主要的径向畸变参数，K3通常用于更精细的畸变校正

备注：当K1>0表示图像的中心附近的像素位置被压缩，造成的凸型畸变；当K1<0时，表示图像中心附近的像素位置被拉伸，造成的凹型畸变；

切向畸变（Tangential Distortion）：由于镜头和图像平面之间的不平行或者不垂直造成的畸变。切向畸变可以通过畸变矩阵进行校正，使图像中的水平和垂直线更加准确，用参数p1 p2表达；

通过对图像进行畸变校正，可以提高后续图像处理和计算的准确性，例如在目标检测、跟踪和三维重建等应用中，畸变矩阵的作用至关重要。