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:

  1. 拍摄自准直仪投射且反射回来的十字图像。
  2. 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
最后修改:2025 年 07 月 02 日
如果觉得我的文章对你有用,请随意赞赏