相机畸变系数何时发生变化？相关校准问题咨询

你通过cv2.calibrateCamera()基于棋盘格标定得到的畸变系数，确实属于相机内参范畴，仅和校准时刻的相机光学、成像硬件结构以及固件预处理逻辑相关，纯位姿移动不会改变畸变系数，这个认知是完全正确的。下面针对你提出的几个问题逐一解答：

除温度外的畸变系数变化场景 #

• 光学结构发生物理变动
  • 可调焦/变焦镜头调整过参数：只要拧动过对焦环、变焦环，镜头内部透镜组的相对位置就会发生变化，畸变系数会同步改变。哪怕后续拧回原刻度，也很难和校准时刻的透镜位置完全重合，仍会存在微小偏差。
  • 镜头/机身受过外力冲击：磕碰、摔落哪怕没有造成可见损坏，也可能导致内部透镜微小位移、安装结构形变，直接改变光学路径，引发畸变系数变动。
  • 硬件维护后装配状态变化：清灰、维修过程中如果触动了传感器固定结构、卡口定位组件，哪怕没有拆卸镜头，也可能导致畸变系数变化。
• 成像预处理逻辑变动
  • 很多消费级、工业相机会内置图像预处理逻辑，如果你调整了相机内置的「畸变校正」「图像优化」类参数，或是升级固件修改了内置校正规则，从输出图像中计算得到的等效畸变系数也会发生变化。
  • 校准使用RAW格式图像、实际使用时用机内处理后的JPG图像，两者的等效畸变系数也会存在差异。

一次校准能否永久生效？ #

不能，不存在永久生效的畸变校准结果。
哪怕全程不调整硬件、参数，元器件的自然老化（比如透镜固定胶蠕变、传感器长期使用后的微小形变）也会逐步让畸变系数出现可观测的偏差，只是这个变化周期通常在数月到数年量级，对精度要求不高的场景可以近似认为长期有效。

镜头拆卸后重新安装的影响 #

会改变畸变系数，哪怕是同个镜头拆下来再装回原机身也会。
镜头和机身卡口之间存在微米级的装配间隙，每次安装的倾斜角度、相对位置不可能和校准时刻完全一致，会直接引发偏心畸变、切向畸变参数的变化。如果是不同型号镜头互换，畸变系数的差异会更大。精度要求高于1像素的测量场景，每次重新安装镜头后都需要重新校准。

工作距离变化的影响 #

常规定焦、固定对焦的镜头，工作距离在设计范围内正常变动时，不会带来畸变系数的显著变化。
仅两种特殊情况需要注意：

1. 大光圈微距镜头在极近对焦距离下工作时，透镜组会发生微小位移补偿对焦，此时畸变系数会和无穷远校准结果有可观测偏差；
2. 广角、鱼眼镜头的常规畸变校准模型本身存在近似性，如果实际工作距离和校准时刻的距离差超过10倍，可能会出现校正残留，这不是畸变系数本身发生了变化，而是通用校准模型没有覆盖近距畸变的特性差异。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mash