3D成像與(yu) 機器視覺的實現工具是3D攝像機。在3D成像和機器視覺中相機拍攝所得的圖片中除像素坐標與(yu) 實際物體(ti) 的坐標存在對應關(guan)
係。同時，由於(yu) 成像原理，最終的圖片會(hui) 發生畸變。實際物體(ti) 和像素之間的關(guan) 係由相機內(nei) 參和外參確定，畸變分徑向畸變和切向畸變。
相機標定的任務就是計算出內(nei) 參，外參和畸變參數。同時利用畸變參數糾正畸變。
相機的內(nei) 參和外參
相機成像係統中包好的四個(ge) 坐標係：世界坐標係，相機坐標係，圖像坐標係，像素坐標係。他們(men) 之間的轉換及數學模型如圖：
其中（U，V，W）是世界坐標係下一個(ge) 點的物理坐標，（u，v）為(wei) 該點在像素坐標係下的像素坐標，Z為(wei) 尺度因子，R為(wei) 旋轉變換，T
為(wei) 平移變換。
上式可以簡化為(wei) 單點無畸變相機成像模型：
相機標定其實是為(wei) 了對一個(ge) 成像係統建模，以進行計算。模型計算必不可少的就是相機的內(nei) 參矩陣和外參矩陣。這也是相機標定的求解
目標之一。
圖像的畸變及其矯正
圖像的畸變由於(yu) 相機鏡頭光線性能的不完美造成，可以通過技術改善，不能完全消除。越是廣角鏡頭畸變越嚴(yan) 重。
鏡頭畸變實際上是光學透鏡固有的透視失真的總稱，也就是因為(wei) 透視原因造成的失真，這種失真對於(yu) 照片的成像質量是非常不利的，畢
竟攝影的目的是為(wei) 了再現，而非誇張，但因為(wei) 這是透鏡的固有特性（凸透鏡匯聚光線、凹透鏡發散光線），所以無法消除，隻能改善。
高檔鏡頭光學設計以及用料考究，利用鏡片組的優(you) 化設計、選用高質量的光學玻璃（如螢石玻璃）來製造鏡片，可以使透視變形降到很
低的程度。但是完全消除畸變是不可能的，目前最高質量的鏡頭在極其嚴(yan) 格的條件下測試，在鏡頭的邊緣也會(hui) 產(chan) 生不同程度的變形和失
真。
圖像的畸變分為(wei) 徑向畸變和切向畸變。 徑向畸變是沿著透鏡半徑方向分布的畸變，產(chan) 生原因是光線在原理透鏡中心的地方比靠近中心
的地方更加彎曲，這種畸變在普通廉價(jia) 的鏡頭中表現更加明顯，徑向畸變主要包括桶形畸變和枕形畸變兩(liang) 種。
徑向畸變模型：
切向畸變是由於(yu) 透鏡本身與(yu) 相機傳(chuan) 感器平麵（成像平麵）或圖像平麵不平行而產(chan) 生的，這種情況多是由於(yu) 透鏡被粘貼到鏡頭模組上的安
裝偏差導致。
切向畸變模型：
其中，分別為(wei) 理想的無畸變歸一化坐標，畸變後歸一化坐標。存在r2=x2+y2的關(guan) 係，其中r為(wei) 像素點到圖像中心點的距離。通過相機標
定，求出k1,k2,k3,p,p2 進而對圖片進行去畸變處理。
