机器视觉标定
机器视觉标定是建立"图像里的像素坐标"与"真实世界的物理坐标"之间的对应关系 ——没有这一步，像素数就换不成毫米：你只能说"占了 40 个像素"，说不出"是 4 毫米还是 6 毫米"，测量与定位都不成立。
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标定要定下来的东西，其实就三组：
| 名称 | 定的是什么 | 生活化的说法 |
|---|---|---|
| 内参 | 相机自身的成像特性：焦距、主点位置、镜头畸变 | 「这台相机的「眼睛」什么样」 |
| 外参 | 相机相对于世界坐标的位置与姿态 | 「这台相机站在哪、朝哪看」 |
| 手眼关系 | 相机与运动机构（机械臂 / 云台）之间的坐标变换 | 「手和眼差多远、怎么转过去」 |
为什么必须标，用一句话说清楚：
图像里量出来的只有像素。而「这个孔的直径合不合格」问的是毫米。 两者之间的换算不是常数 —— 它随工作距离、镜头、对焦、甚至温度而变。 标定就是把这份换算关系测出来、记下来。
像素当量（每像素对应多少毫米）是最常被用到的一个结果，它有个重要性质：
| 性质 | 说明 |
|---|---|
| 它随工作距离变 | 物体离镜头近了，同一个像素对应的实际尺寸就变小 |
| 它在画面里不是处处相等 | 有畸变时，画面边缘与中心的比例不同 —— 测量靠近边缘的物体误差更大 |
| 它与对焦状态有关 | 调过焦的镜头，标定结果通常不再适用 |
3. 与相邻概念的区别
| 术语 | 是什么 | 与「标定」的关系 |
|---|---|---|
| 分辨率 | 能区分多细的东西（像素数 + 光学） | 分辨率是「看得多细」，标定是「知道每个像素在哪」 —— 两件事，缺一不可 |
| 精度 / 准确度 | 测得准不准 | 标定是精度的前提之一，但不是全部（光照、算法、被测物都在里面） |
| 畸变校正 | 把镜头畸变在图像上「拉直」 | 它是标定输出的一部分（内参里就含畸变系数） |
| 手眼标定 | 相机与机械臂之间的坐标关系 | 抓取 / 引导类应用的必需项；纯「拍照测量」可以不做 |
| 像素当量 | 每像素对应多少毫米 | 它是标定的产物之一，不是标定本身 |
| 标定板 / 标定物 | 已知尺寸的参照物（棋盘格、圆点阵列等） | 它是测量工具；它的自身精度必须高于你要达到的精度 |
4. 常见误区
- 「标一次就够了，以后一直用。」 ⚠️ 不成立。 镜头被动过（清洁、碰撞、调焦、变焦、更换）、 相机被挪过、甚至温度变化明显，标定结果都可能失效。 判断标准很朴素：只要「它和上次标定时不一样了」，就该重标。
- 「像素当量是个固定常数，写进程序就行。」 它随工作距离变，而且画面边缘与中心可能不同（畸变）。 把中心测出来的比例用到边缘，误差会在你最需要准确的地方放大。
- 「分辨率够高就不需要标定。」 分辨率解决的是「能不能看清」，标定解决的是「看清的这点对应现实哪里」。 再高的分辨率，换算关系不对，量出来就是错的。
- 「机器人抓取用眼睛看看就行，不用标手眼。」 ⚠️ 必须标。 相机看到的位置是「相机坐标系」里的， 机械臂要知道的是「它自己坐标系」里的。这两者之间的变换不标出来，抓取一定偏。
- 「标定板随便买一块就行。」 标定物的已知尺寸本身就是基准 —— 它的精度必须高于你要达到的精度，否则你是在用一把不准的尺子去校另一把尺子。
- 「标完就一定准了。」 标定给的是换算关系，不保证每次测量都对。 被测物的表面反光、颜色、姿态都在影响成像。 标定是必要条件，不是充分条件。
5. 什么时候适用，什么时候不适用
必须做标定：测量类应用（尺寸、位移、角度）、定位与引导类应用（机器人抓取、对位）、 以及任何「像素要换算成毫米」的场合。
可以不做的：只做分类与有无判断的场景（这个零件有没有、这个表针在哪个区间）， 结论不依赖物理尺寸时，标定不是必需。
边界（必须写清）：
- 本页是通识，厂商中立，不推荐任何品牌、也不做优劣评价；
- 本页不写本站产品的任何参数，也不承诺任何测量精度 ——
精度取决于现场条件、标定物、安装方式与被测物，
必须在你方现场实测后才能给出；产品参数唯一出处是产品页
（
/products/machine-vision.html）； - 识别类应用的实际表现，还要看漏检率与误检率那两个指标 —— 它们同样必须在约定条件下实测（见 漏检率与误检率）。
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7. 常见问题
标定到底在标什么？
三种东西：内参（相机自己的焦距、主点、畸变）、 外参（相机在世界里的位置与姿态）、 手眼关系（相机与机械臂之间的变换，抓取类应用才需要）。 它们共同回答一个问题：图像里的这个点，现实里在哪、有多大。
不做标定行不行？
如果结论不依赖物理尺寸（只判断有无、分类），可以不做。 只要涉及「多少毫米」「偏了多少」「往哪抓」，就必须做 —— 否则你只有像素，没有尺寸。
为什么标一次不够？
因为相机或镜头一旦被动过，换算关系就变了： 清洁镜头、碰撞、调焦、变焦、更换镜头、挪动位置，甚至明显的温度变化。 只要「和上次标定时不一样了」，就该重标。
像素当量能不能当常数用？
不能。 它随工作距离变；有畸变时画面边缘与中心也不同。 把中心的比例用到边缘，误差会在你最需要准确的地方放大。
标定板该怎么选？
它的自身精度必须高于你要达到的精度。 一块印得不准的标定板，等于用一把不准的尺子去校另一把尺子 —— 而且这种误差是系统性的，从结果上看不出来。
你们能保证达到多少毫米的精度？
⚠️ 本页不给数字，也不做承诺。 精度取决于现场条件、标定物、安装方式、被测物表面与工况， 必须在你方现场实测后才有意义。 本站产品的参数以产品页为准；测量类应用建议先做一次现场可行性验证。
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