工業(yè)機器人視覺相機標定技師（中級）考試試卷及答案填空題（每題1分，共10分）1.相機內(nèi)參數(shù)矩陣通常包含焦距、______和畸變系數(shù)等參數(shù)。（主點）2.相機外參數(shù)描述的是相機坐標系與______之間的位姿關(guān)系。（世界坐標系）3.棋盤格標定板角點檢測的常用算法有Harris算法和______算法。（亞像素）4.相機畸變主要包括徑向畸變和______畸變。（切向）5.“眼在手上”（Eye-in-Hand）的相機安裝在______上。（機器人末端執(zhí)行器）6.棋盤格標定板的世界坐標系原點通常設(shè)為______。（第一個角點）7.單目相機標定至少需要______幅不同角度的標定板圖像。（3）8.雙目相機標定的核心是確定兩個相機的______。（相對位姿）9.標定中需確保標定板在相機視野內(nèi)的______覆蓋足夠多。（不同位置/角度）10.徑向畸變校正常用的系數(shù)是______。（k1、k2）單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下屬于相機內(nèi)參數(shù)的是？A.平移向量B.旋轉(zhuǎn)矩陣C.主點坐標D.世界原點答案：C2.棋盤格標定板的角點數(shù)量通常為？A.奇數(shù)×奇數(shù)B.偶數(shù)×偶數(shù)C.任意數(shù)量D.必須10×10答案：B3.“眼固定”（Eye-to-Hand）的相機安裝位置是？A.機器人末端B.底座附近C.工件上D.任意位置答案：B4.亞像素角點檢測常用算法是？A.SobelB.CannyC.亞像素迭代D.Otsu答案：C5.相機標定的目的不包括？A.獲得內(nèi)參B.獲得外參C.校正畸變D.提高分辨率答案：D6.桶形徑向畸變的k1值通常為？A.正B.負C.0D.不確定答案：A7.雙目相機標定至少需要采集多少幅圖像？A.2B.5C.10D.15答案：B8.以下屬于主動標定的是？A.棋盤格標定B.自標定C.激光線標定D.以上都不是答案：A9.手眼標定方程AX=XB中，X表示？A.相機與末端位姿B.基坐標系與世界坐標系C.相機與工件D.末端與工件答案：A10.標定板常用材料是？A.透明玻璃B.黑色塑料C.白色陶瓷D.以上都可以答案：C多項選擇題（每題2分，共20分，多選/少選不得分）1.相機內(nèi)參數(shù)矩陣包含的參數(shù)有？A.fxB.fyC.主點(u0,v0)D.旋轉(zhuǎn)矩陣R答案：ABC2.相機畸變類型包括？A.徑向畸變B.切向畸變C.透視畸變D.運動模糊答案：AB3.手眼標定類型有？A.Eye-in-HandB.Eye-to-HandC.單目標定D.雙目標定答案：AB4.影響標定精度的因素有？A.標定板精度B.圖像數(shù)量C.角點檢測精度D.相機分辨率答案：ABCD5.棋盤格標定步驟包括？A.采集圖像B.檢測角點C.計算內(nèi)參D.校正畸變答案：ABCD6.雙目相機標定輸出包括？A.左右相機內(nèi)參B.左右相機外參C.極線約束D.深度圖答案：ABC7.常用標定工具包括？A.Matlab標定工具箱B.OpenCV函數(shù)C.激光跟蹤儀D.以上都不是答案：ABC8.手眼標定中機器人需做的動作是？A.末端移到不同位置B.末端旋轉(zhuǎn)C.固定不動D.移動標定板答案：AB9.相機標定應(yīng)用場景包括？A.機器人抓取B.3D重建C.缺陷檢測D.圖像壓縮答案：ABC10.關(guān)于畸變校正的正確說法是？A.徑向畸變用k1、k2校正B.切向畸變用p1、p2校正C.校正后圖像無畸變D.所有畸變可完全校正答案：AB判斷題（每題2分，共20分，對打√，錯打×）1.相機內(nèi)參數(shù)會隨使用變化，需定期重新標定。（×）2.Eye-in-Hand比Eye-to-Hand精度更高。（×）3.棋盤格標定板格子大小必須均勻。（√）4.單目相機可直接獲得深度信息。（×）5.雙目相機左右內(nèi)參必須相同。（×）6.亞像素角點檢測精度比像素級高。（√）7.標定板應(yīng)盡量充滿相機視野。（√）8.徑向畸變k3參數(shù)通?？珊雎?。（√）9.手眼標定方程AX=XB中，A、B是機器人位姿。（√）10.相機標定只需考慮內(nèi)參，無需外參。（×）簡答題（每題5分，共20分）1.簡述單目相機標定的主要步驟。答案：①準備高精度棋盤格標定板（已知格子大?。?；②采集至少3幅不同角度/位置的標定板圖像；③檢測圖像中棋盤格角點（像素級+亞像素級）；④建立像素坐標與世界坐標的映射關(guān)系；⑤求解內(nèi)參數(shù)（焦距、主點）、外參數(shù)（旋轉(zhuǎn)、平移）及畸變系數(shù)；⑥驗證重投影誤差，確認精度；⑦保存標定結(jié)果用于圖像校正。2.什么是手眼標定？核心方程是什么？答案：手眼標定是確定機器人末端與相機相對位姿的過程，用于視覺引導(dǎo)操作。核心方程為AX=XB：A為機器人末端在基坐標系的位姿（多組），B為相機在世界坐標系的對應(yīng)位姿，X為相機與末端的相對位姿（待求），通過多組A、B可求解X。3.相機畸變類型及校正方法？答案：畸變分為徑向（桶形、枕形）和切向（鏡頭安裝傾斜）。校正：①徑向用k1、k2、k3系數(shù)，通過公式將像素坐標轉(zhuǎn)換為校正坐標；②切向用p1、p2系數(shù)修正；③標定中求解畸變系數(shù)，后續(xù)對圖像重映射得到無畸變圖像。4.雙目相機標定的關(guān)鍵是什么？答案：①求解左右相機獨立內(nèi)參數(shù)；②確定左右相機相對位姿（R、T）；③建立極線約束（減少匹配搜索范圍）；④驗證重投影誤差及極線對齊程度；⑤確保標定板在雙視野內(nèi)同時可見，采集足夠多圖像覆蓋不同角度。討論題（每題5分，共10分）1.分析相機標定誤差來源及解決措施。答案：誤差來源：①標定板精度（格子不均、磨損）→用高精度標定板，定期校準；②角點檢測誤差（亞像素精度不足）→用Zernike矩算法，增加圖像數(shù)量；③圖像采集（光照不均、模糊）→調(diào)整均勻光照，用高分辨率相機；④機器人運動誤差（Eye-in-Hand）→用高精度機器人，結(jié)合激光跟蹤儀輔助；⑤算法誤差→用Levenberg-Marquardt優(yōu)化，提高迭代精度。2.比較Eye-in-Hand與Eye-to-Hand的優(yōu)缺點及適用場景。答案：Eye-in-Hand：優(yōu)點→視野靈活，可近距離觀察；缺點→相機重量影響末端負載，受機器人運動誤差影響；適用→小工