[發(fā)明專利]攝像機(jī)標(biāo)定的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710182044.0
• 申請(qǐng)日: 2007-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN101419705A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李凱;王靜;劉源;方平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳華為通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攝像機(jī)標(biāo)定的方法及裝置。

背景技術(shù)

在攝像機(jī)的立體視覺系統(tǒng)中，為了得到場景物體的深度或視差信息等，需要知道物體某一點(diǎn)在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)和其在成像平面上成像點(diǎn)的坐標(biāo)之間的投影關(guān)系，攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)就是為了記錄這些信息而出現(xiàn)的。

攝像機(jī)標(biāo)定的目的就是要獲得攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)、及外部參數(shù)。攝像機(jī)內(nèi)部的幾何和光學(xué)特性，即為內(nèi)部參數(shù)；攝像機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于空間坐標(biāo)系的位置關(guān)系，即為外部參數(shù)。

通常攝像機(jī)標(biāo)定的方法可分為三種：傳統(tǒng)標(biāo)定方法、基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定方法和自標(biāo)定方法。

傳統(tǒng)標(biāo)定方法：使用經(jīng)過精密加工的標(biāo)定塊作為參照模板，通過建立標(biāo)定塊上三維坐標(biāo)已知的點(diǎn)與其圖像點(diǎn)間的對(duì)應(yīng)，來計(jì)算攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)、及外部參數(shù)。

基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定方法：要控制攝像機(jī)做某些特殊運(yùn)動(dòng)，如繞廣心旋轉(zhuǎn)或純平移等，利用這種運(yùn)動(dòng)的特殊性計(jì)算出內(nèi)部參數(shù)。

自標(biāo)定方法：通常假定在拍攝不同圖像時(shí)，攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)沒有發(fā)生變化，且圖像點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系已經(jīng)確定，依據(jù)多幅圖像中成像點(diǎn)間存在的特殊約束關(guān)系，通過圖像點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。

在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題：

1、使用傳統(tǒng)標(biāo)定方法時(shí)，攝像機(jī)每次改變角度，或移動(dòng)位置都需要再次使用標(biāo)定塊進(jìn)行標(biāo)定，而長時(shí)間將標(biāo)定塊擺放在需拍攝的場景中會(huì)帶來不協(xié)調(diào)的感覺，且有些拍攝場景在拍攝時(shí)會(huì)不允許出現(xiàn)標(biāo)定塊，若攝像機(jī)每次改變角度，或移動(dòng)位置都重新擺放標(biāo)定塊，操作會(huì)非常繁瑣不方便。

2、使用基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定方法時(shí)，必須控制攝像機(jī)做某些特殊運(yùn)動(dòng)，但是在很多時(shí)候無法得知攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、或者攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)是無法控制的，在這些情況下，就不能使用基于主動(dòng)視覺的標(biāo)定方法。

3、使用自標(biāo)定方法時(shí)：由于是在假定內(nèi)部參數(shù)沒有發(fā)生變化，且圖像點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系已經(jīng)確定的前提下進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定精度較差，穩(wěn)定性不太好，且在內(nèi)部參數(shù)發(fā)生變化時(shí)不能使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種攝像機(jī)標(biāo)定的方法及裝置，該攝像機(jī)標(biāo)定的方法及裝置適用于多種場景，操作較簡單，且有很高的精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一方面，提供了一種攝像機(jī)標(biāo)定的方法，包括：

根據(jù)參考模板獲得攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)及外部參數(shù)，并記錄處于拍攝環(huán)境中參考實(shí)物的數(shù)據(jù)；

在需要對(duì)所述攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，從至少兩個(gè)角度獲取所述參考實(shí)物的圖像，利用所述記錄下的所述參考實(shí)物的數(shù)據(jù)獲得所述攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)及外部參數(shù)，完成對(duì)所述攝像機(jī)的標(biāo)定。

另一方面，提供了一種攝像機(jī)標(biāo)定的裝置，其特征在于，包括：

初次標(biāo)定單元，用于根據(jù)參考模板獲得攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)及外部參數(shù)，并記錄處于拍攝環(huán)境中參考實(shí)物的數(shù)據(jù)；

重標(biāo)定單元，用于在需要對(duì)所述攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，從至少兩個(gè)角度獲取所述參考實(shí)物的圖像，利用所述記錄下的所述參考實(shí)物的數(shù)據(jù)獲得所述攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)及外部參數(shù)，完成對(duì)所述攝像機(jī)的標(biāo)定。

由以上技術(shù)方案可以看出，由于在對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，只需要在攝像機(jī)第一次拍攝一個(gè)全新的環(huán)境時(shí)使用參考模板進(jìn)行標(biāo)定，在初次標(biāo)定的同時(shí)記錄下一個(gè)參考實(shí)物的信息，之后只要該參考實(shí)物還位于被拍攝的場景中，攝像機(jī)都可以使用該參考實(shí)物進(jìn)行標(biāo)定，不再需要每次改變攝像機(jī)的位置或拍攝角度，都重新拿出參考模板進(jìn)行標(biāo)定，操作更加方便，且適用多種場景；在無法得知攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、或者攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)是無法控制的情況下也都可以應(yīng)用；且由于初次標(biāo)定是使用數(shù)據(jù)已知、加工精密的參考模板完成的，初次標(biāo)定時(shí)記錄的參考實(shí)物的數(shù)據(jù)也是比較準(zhǔn)確的，依據(jù)該數(shù)據(jù)進(jìn)行的標(biāo)定也具有較高的精度。

附圖說明

圖1、本發(fā)明實(shí)施例提供的攝像機(jī)標(biāo)定的方法實(shí)施例一流程圖；

圖2、棋盤格的示意圖；

圖3、圓內(nèi)結(jié)矩形的示意圖；

圖4、本發(fā)明實(shí)施例提供的攝像機(jī)標(biāo)定的方法實(shí)施例二流程圖；

圖5、本發(fā)明實(shí)施例提供的棋盤格、參考實(shí)物與圖像平面及攝像機(jī)坐標(biāo)系的關(guān)系示意圖；

圖6、本發(fā)明實(shí)施例提供的攝像機(jī)標(biāo)定的方法實(shí)施例三流程圖；

圖7、本發(fā)明實(shí)施例提供的圓內(nèi)接矩形、圖像平面、與攝像機(jī)坐標(biāo)系的關(guān)系示意圖；

圖8、本發(fā)明實(shí)施例提供的攝像機(jī)標(biāo)定的裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種攝像機(jī)標(biāo)定的方法及裝置，該攝像機(jī)標(biāo)定的方法及裝置適用于多種場景，操作較簡單，且有較高的精度。