一、测试相机物理校准
测试相机或者产品安装在 可调节 6 自由度(6-DOF)精密平台上,支持以下调整:
- X, Y, Z 平移 (TX, TY, TZ):位置矫正
Pitch, Roll, Yaw (RX, RY, RZ):
- Pitch (RX/TX):绕 X 轴旋转(上下倾斜)
- Roll (RY/TY):绕 Y 轴旋转(左右倾斜)
- Yaw (RZ/TZ):绕 Z 轴旋转(水平旋转)
二、自准直仪光学基准矫正
自准直过程:
- 自准直仪投射十字光靶至平面反射镜。
- 接收反射回来的十字光靶,通过调整反射镜角度使回波十字与发射十字完全重合。
- 实现光学路径中的绝对垂直面基准(无 Tilt, 无 Rotation)。
三、 相机平面度矫正原理
目标:使测量相机光轴垂直于自准直仪投射平面,且相机成像平面与参考平面平行。
测量过程:
- 拍摄自准直仪投射且反射回来的十字图像。
提取十字中心和水平/垂直臂:
- 十字中心
- 水平臂角度
- 垂直臂角度
四、 平面度矫正(Pitch & Roll)
假设相机成像平面法向为:
$$ n_{cam} = [n_x, n_y, n_z]^T $$
目标参考法向:
$$ n_{ref} = [0, 0, 1]^T $$
计算偏差:
$$ \theta_{tilt} = \arccos \left( \frac{n_{cam} \cdot n_{ref}}{||n_{cam}||} \right ) $$
执行:
- Pitch (RX) 调整以消除 Y 方向倾斜
- Roll (RY) 调整以消除 X 方向倾斜
直至:
$$ \theta_{tilt} < \epsilon_1 $$
五、 姿态旋转矫正(Yaw)
检测十字水平相对于相机 X 轴的夹角:
$$ \theta_{rot} = \arctan \left( \frac{v_2 - v_1}{u_2 - u_1} \right ) $$
执行:
- Yaw (RZ) 调整
直至:
$$ |\theta_{rot}| < \epsilon_2 $$
六、 X, Y, Z 平移矫正
- 通过引导相机拍摄产品,或者产品中心点坐标
- 通过辅助相机拍摄测试相机,获取测试相机中心坐标
- 引导产品对齐测试相机的中心
七、 十字提取
- 在 AR/VR 显示屏显示高对比度 十字测试图,确保中心交点具有 亚像素可检测性。
- 使用亚像素质心法 / Harris + 亚像素角点优化等方法精确提取
七、 计算过程
- 计算产品虚像十字中心距离测试相机光心坐标偏移量(offsetX,offsetY)
- 使用标定内参计算每个像素对应角度
- 使用offsetX/Y乘以每像素对应角度得出X/Y耦入角度
- 计算十字图X方向线相对于相机水平面角度,得出水平度