视觉是人类感知外部世界的主要途径。随着计算机技术的不断发展,计算机视觉和立体视觉也得到了极大的发展。而摄像机定标是机器视觉的基础,因此摄像机定标对于计算机视觉的研究有重要的理论意义和实用价值。但在计算机视觉中,存在许多亟待解决的问题,首先要解决的是空间三维物点与其二维像点间的对应关系,然后利用摄像机所拍摄到的图像来还原空间中的物体。在这里,假设摄像机所拍摄到的图像与三维空间中的物体之间存在以下一种简单的线性关系:[像]=M[物],这里,矩阵M可以看成是摄像机成像的几何模型。M中的参数就是摄像机参数。通常,这些参数是要通过实验与计算来得到的。这个求解参数的过程就称为摄像机定标或标定。摄像机定标的目的就是要确定二维图像坐标系与三维世界坐标系间的对应关系。因此,只有对摄像机进行恰当的标定后,才能根据摄像机所拍摄的图像平面二维坐标与空间三维坐标建立一一对应关系。本文首先介绍摄像机定标的研究背景,以及当前国内外的一些研究现状并对全文的内容进行概括。其次对摄像机定标的基础理论进行了详细的讲解。对摄像机定标理论所用到参考系比如:图像坐标系、相机坐标系和世界坐标系进行了详细的阐述。摄像机定标的本质便是图像中的某点通过相机坐标系建立由图像坐标系到世界坐标系之间的约束条件。通过约束条件,得到摄像机的内外参数。在实际求解摄像机参数过程中,往往需要一种数学模型来近似替代摄像机模型。因此引入了线性成像模型。以此来求解摄像机的内部参数矩阵和摄像机的外部参数矩阵,同时由于鱼眼镜头所存在镜头畸变,引入了摄像机成像的非线性模型,从而得到了摄像机定标的另一研究对象:非线性畸变系数。摄像机定标经历了漫长的发展,出现了多种摄像机标定方法。接着对摄像机标定方法进行了详细的介绍。传统的摄像机标定方法对于定标环境有较高的要求,需要一个精确的标定物,并要求已知标定物的尺寸和形状,定标算法也比较复杂。摄像机自标定法是不依赖于标定物的算法,利用相机在移动过程中图像坐标系与世界坐标系间的约束条件来求解摄像机参数。张氏标定法是张正友教授提出的一种新型的求解摄像机参数的方法。该方法主要针对摄像机镜头的径向畸变问题提出了一种更好的解决办法。通过沿不同的方向对标定板拍摄多张图像,利用数学公式计算图像中的特征点与其三维物点间的线性关系,从而得到摄像机的内外参数。本文同时对于该算法的抗噪性也有一些研究,主要是针对鱼眼镜头所存在的畸变问题,提出了基于张正友标定法的一种改进的两步标定法。该方法把作为解析解求解出来的初始参数用非线性最小二乘法进一步完善,得到了内外参数,提高了初始数值的鲁棒性,并把切向畸变作为影响重建精度的考虑因素。本文在原有的研究基础上,对张正友定标算法进行了抗噪性分析,通过在原有定标棋盘中加入部分噪声,分析定标算法的抗噪性能,同时通过对原有算法进行改进,加入了抗噪机制。并对改进算法进行了分析测试。