C++ 如何获得物体的距离，如何正确使用摄像机标定矩阵？

我成功地用opencv校准了我的相机。我正在使用的照相机镜头。

内部和外部摄像机参数如下所示

cv::Mat cameraMatrix(3, 3, cv::DataType<double>::type);
    cameraMatrix.at<double>(0) = 1782.80;//fx //432.2 in mm
    cameraMatrix.at<double>(1) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(2) = 3.0587694283633488e+002;//cx
    cameraMatrix.at<double>(3) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(4) = 1782.80;//fy
    cameraMatrix.at<double>(5) = 3.0535864258476721e+002;//cy
    cameraMatrix.at<double>(6) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(7) = 0;
    cameraMatrix.at<double>(8) = 1;


    cv::Mat disCoeffs(1, 5, cv::DataType<double>::type);
    disCoeffs.at<double>(0) = -8.1752937039996709e-001;//k1
    disCoeffs.at<double>(1) = -2.5660653367749450e+001;//k2
    disCoeffs.at<double>(2) = -1.5556922931812768e-002;//p1
    disCoeffs.at<double>(3) = -4.4021541217208054e-002;//p2
    disCoeffs.at<double>(4) = 1.5042036073609015e+002;//k3

cv:：Mat-cameraMatrix（3,3，cv:：DataType:：type）；
cameraMatrix.at（0）=1782.80//fx//432.2英寸（毫米）
cameraMatrix.at（1）=0；
摄影机矩阵at（2）=3.0587694283633488e+002//cx
cameraMatrix.at（3）=0；
cameraMatrix.at（4）=1782.80//fy
摄影机矩阵at（5）=3.0535864258476721e+002//赛义德
cameraMatrix.at（6）=0；
cameraMatrix.at（7）=0；
cameraMatrix.at（8）=1；
cv:：Mat Discoffs（1,5，cv:：DataType:：type）；
（0）处的discoffs.at=-8.17529370039996709E-001//k1
（1）处的位移=2.5660653367749450e+001//k2
在（2）处的偏差=1.5556922931812768e-002//p1
（3）处的discoffs.at=-4.4021541217208054e-002//p2
（4）处的位移=1.5042036073609015e+002//k3

我知道这个公式是用来计算物体的距离的。但我很困惑如何正确使用它

我相机的分辨率是640x480

焦距=1782.80（px）不知道如何正确转换为毫米

我知道焦距是从传感器到图像平面的距离。那么这个值实际上代表什么呢？像素只是屏幕上代表点的一个单位

我使用的对象是圆。 半径=22。（宽和高44*44） 圆心点：300300（x，y）

不知道传感器的高度如何得到

我在哪里使用原则点

我如何获得从相机到物体的距离？如何获得圆的真实世界坐标

我知道这要求太多了。我试了一个月。没有找到合适的解决办法

---

我使用函数solvePnP来获得摄像机的平移和旋转矩阵。但我有问题如何计算对象点

您的

cx

和

cy

似乎是错误的，因为它们应该是分辨率的一半：

640/2

和

480/2

。

fx

和

fy

是校准过程中获得的像素单位。要将它们转换为mm，请使用以下公式：

pixels width = (image width in pixels) * (focal length in mm) / (CCD width in mm)

pixels height = (image height in pixels) * (focal length in mm) / (CCD height in mm)

当你校准你的相机时，你使用这些公式来确保你有正确的值。对我来说，

cx

和

cy

是错误的，因为它们代表图像的中心（它们不应该相等，除非您的图像是正方形，而不是正方形）。对于

fx

和

fy

我说不出来，因为我不知道你相机的CCD。如果CCD为正方形，则它们可以相等

不要手动更改这些参数，而是让校准软件计算它们

现在您有了这些参数，如何计算距离？

从某种意义上说，如果你能测量实际高度，你通常能测量距离（至少在你的情况下），你给出的公式是没有用的。。那为什么要用照相机呢

因此，要计算真实世界中的距离，您还需要两件事：外部参数（您的

cameraMatrix

矩阵是内部参数）和真实世界坐标中至少四个点（点越多越好）。 一旦你有了这些东西，你就可以使用

solvePnP

函数来找到一个物体的姿势。姿势表示相对于相机帧的平移和旋转

http://docs.opencv.org/2.4/modules/calib3d/doc/camera_calibration_and_3d_reconstruction.html#solvepnp

这是一段代码，可以帮助您做到这一点：

//Four points in real world with `x,y and z` coordinates
vector<Point3f> vec3d;
vec3d.push_back(Point3f(0, 0, 0));
vec3d.push_back(Point3f(0, 211, 0));
vec3d.push_back(Point3f(295, 211, 0));
vec3d.push_back(Point3f(295, 0, 0));

最后，您可以将与tvec的实际距离计算为欧几里德距离：

d=std:：sqrt（tx*tx+ty*ty+tz*tz）

您的问题：

不知道传感器的高度如何得到

在互联网或手册中查找您的相机规格，您会找到它

我在哪里使用原则点

它们是你的内在参数。你不能单独使用它们

我如何获得从相机到物体的距离？如何获得圆的真实世界坐标

我在上面解释过。你需要四个点和一个圆，你只有一个不足以计算姿势

但我有问题如何计算对象点

solvePnP中的对象点是真实世界的坐标。例如，棋盘有一个角，我们知道每个角相对于棋盘中选择的世界框架的精确位置，单位为mm。它可以在左上角或类似的地方，z=0，因为棋盘是在一张纸上打印的，就像你的圆圈一样

编辑：

您可以在手册第13页找到更多规格。据说

7.4 x 7.4µm

：

f (mm)=f(pixel) x pixel_size(mm) => f (mm) = 1782.80x7.2e-6 = 12.83616 (mm) 

这不是4毫米！！然后你需要再做一次校准，有点不对劲

三维点： 矢量矢量三维；

vec3d

是存储3D坐标点的位置。我给你举了一个例子，第一点是原点：

vec3d.push_back(Point3f(0, 0, 0)); //y,x,z

EDIT3

如果你采取这样的模式

然后选择左上角或右上角的圆，其坐标为

（0,0,0）

，即原点。之后，它旁边的圆是第二个点，它将有

（x，0,0）

x

是两个圆之间的距离，单位为（mm）。。对模式中的四个点执行相同的操作。你们可以选择任何你们想要的图案，只要你们能在你们的图像中检测到它，并以像素为单位检索它们的坐标。

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如果您仍然不理解，我建议您学习

投影几何

和

相机模型

课程。。因此，您可以理解每个参数的含义。

根据您发布的网站，焦距为4.0mm。除此之外，您只需要传感器的高度。当谈论你们的图像时，你们需要用屏幕坐标，而不是模型坐标或世界坐标。我如何获得传感器的高度？那个么为什么我需要摄像机矩阵？我知道图像坐标，我需要得到世界坐标？你们用的是物理摄像机

vec3d.push_back(Point3f(0, 0, 0)); //y,x,z