摘    要
本论文主要对摄像机标定法的背景、算法、程序和实验验证进行了整体描述，并且把Matlab标定工具包的程序内容进行了完善。本文给出的摄像机四部标定法是在已有的两步法的基础上考虑了径向畸变与偏心畸变，增加了对圆形标定点的投影校正和对图像的校正步骤。这种标定方法易用性较好，对标定的设备要求适度，比起校正前的标定精度也有所提高。同时利用实验结论证实了标定算法的正确性；针对实验的过程中的图像点圆心坐标手动读取十分不便，并且精度比较差，进行了Matlab程序编写，实现了计算机自动处理拍摄图片读取圆心坐标并组成目标数据矩阵的目标；为了提高摄像机四部标定法的Matlab程序包的直观性和易用性，利用Matlab进行了交互式图像界面编写。
   
关键词：标定；参数；坐标；界面；Matlab

ABSTRACT
In this paper, method of camera calibration is studied in the aspects of background, algorithm, program and tested experiment. Besides, the program of Matlab calibration toolbox is brought to completion. Based on the two-step method of camera calibration, the four-step approach presented in this paper takes radial and decentering distortions into consideration and includes added steps to revise the projection of circular plot point and the image. This calibration procedure is characterized by easy to handle, having a proper demand to the calibration facilities, and making a progress in calibration accuracy compared to the not revised one. An experiment is conducted to validate the correctness of this method. In light of the circumstance that during the experiment, coordinates of the center of a circle in the image is inconvenient to obtain by manual acting, also it is not so precise, a Matlab program is compiled to actualize the objective of automatically managing the image, displaying the coordinates of the center of a circle and composing the target data matrix. In order to make the Matlab package, which is applied to four-step camera calibration procedure, more intuitionistic and easier in operation, Matlab is used to design the interactive image interfaces.
Keywords: calibration; parameter; coordinates; GUI; Matlab

目    录
第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 摄像系统标定的必要性 1
1.3 标定算法简介 1
1.4 摄像机四步标定法 3
第2章 相关知识简介 4
2.1计算机视觉的概念、发展及应用 4
2.2 主动视觉简介 5
2.3 摄影成像模型 6
2.4 常用坐标系及其关系 8
2.4.1 三个层次的坐标系统 8
2.4.2 坐标系变换关系 11
2.5 本章小结 14
第3章 标定 15
3.1摄像机标定简介 15
3.2 摄像机标定中畸变的描述 16
3.3 常用摄像系统标定法 17
3.3.1 Tsai的方法介绍 18
3.3.2 Weng的方法介绍 19
3.4 摄像机四步标定法 20
3.5 图像坐标采点程序编写 30
3.5.1 拍摄的图像处理 31
3.5.2 求取圆心算法 32
3.6 四步标定法的实验验证 32
3.7 本章小结 33
第4章 基于MATLAB的界面程序编写 35
4.1 MATLAB语言简介 35
4.2 MATLAB图形用户界面(GUI)制作工具介绍 37
4.3 界面程序编写过程介绍 39
4.4 本章小结 45
结    论 46
参考文献 47
致    谢 49
 
第1章 绪论
1.1引言
图像处理分析与计算机视觉是认知科学与计算机科学相结合的产物。从20世纪70年代开始发展，至今已发展了30余年时间，并在许多行业得到了广泛的应用，其中，医学成像、汽车导航、视觉测量、技术诊断等等方向是发展的最快的。计算机视觉作为图像处理的一个分支学科在这些应用中逐渐得到发展并不断成熟，在欧美日一些自动化程度较高的国家得到了广泛的应用，技术也日臻成熟。随着与国际经济、科技的接轨，这门学科在我国也逐步受到更多的重视，进入了一个高速发展的阶段，也就同时对该学科中的各项技术提出了更高的要求和更前沿的研究方向。
1.2 摄像系统标定的必要性