[發明專利]一種基于圓形參照物的攝像機標定方法及其系統

在審

• 申請號: 201310544640.4
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN104637042A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 王文超;穆森;胡志強;張琍
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明屬于多媒體通信領域，特別涉及一種基于圓形參照物的攝像機標定方法及其系統。

背景技術

在當前視頻監控行業，前段監控攝像機的數量越來越龐大，同時對于攝像機的使用方式越來越精細化、多樣化，例如傳統的監控行業僅要求能夠對攝像機實時視頻的顯示，但隨著行業的發展，這種方式已不能滿足當前的應用需要。

當前的視頻監控應用需求越來越多，如能夠對所有攝像機的可視范圍進行精確的計算、對攝像機的云鏡控制能夠更加精細化、數字化。這些需求都要求得到攝像機的內部參數，以此為依據進行數字化計算、及控制。雖然當前監控行業已開始大量部署發展數字攝像機，能夠滿足當前監控需求。但是當前前端攝像機的大部分仍然是由傳統的老舊模擬攝像機組成，同時由于部署時間較長等原因，對于自身的內部參數已無數據可查詢。因此如何在當前大量老舊攝像機的基礎上滿足當前用戶的需求是一個非常大的難題。可以說目前視頻監控領域的攝像機精細化控制存在以下問題：目前大部分的前端攝像機參數已無數據可查，這樣就造成了難以對該攝像機進行精細化控制與管理，這使得視頻監控系統中對攝像機的精細化管理要求陷入瓶頸，造成監控模糊，控制不準確的問題。

如何有效的得到所有前端攝像機設備的參數，是一個急待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于圓形參照物的攝像機標定方法及其系統，用于解決現有技術中無法有效的得到所有前端攝像機設備的參數的缺陷。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于圓形參照物的攝像機標定方法，其特征在于，包括：

步驟一，將圓形參照物水平放置在待測量攝像機的可視范圍內，獲取該圓形參照物的半徑、該攝像機的實際高度；

步驟二，將圓形參照物的位置調整至該攝像機的圖像中央，使得圓形參照物變成橢圓形；

步驟三，獲取該橢圓形的最大半徑與最小半徑，根據該最大半徑與該最小半徑獲取該攝像機的當前傾斜角度；

步驟四，根據該攝像機的實際高度、該圓形參照物的半徑與成像信息以及該攝像機的當前傾斜角度獲取該攝像機的參數。

所述的基于圓形參照物的攝像機標定方法，其中，所述步驟三中，包括：根據如下公式獲得該攝像機的當前傾斜角度：

α=arccos(r/R)

其中，α為攝像機的當前傾斜角度，單位度(°)；

r為橢圓形的最小半徑，單位毫米mm；

R為橢圓形的最大半徑，單位毫米mm。

所述的基于圓形參照物的攝像機標定方法，其中，所述步驟四中，包括：根據該攝像機的實際高度以及當前傾斜角度獲取該攝像機的當前物距，公式如下：

MO=H/cos(α)

其中，α為攝像機的當前傾斜角度，單位度(°)；

H為攝像機的實際高度，單位毫米mm；

MO為攝像機的當前物距，單位毫米mm。

所述的基于圓形參照物的攝像機標定方法，其中，所述步驟四中，包括：根據該圓形參照物的靶標水平成像與水平投影以及該攝像機的當前物距獲取該攝像機的當前焦距，公式如下：

其中，f為攝像機的當前焦距，單位毫米mm；

靶標_水平成像為該圓形參照物的靶標水平成像，單位毫米mm；

靶標_水平投影為該圓形參照物的靶標水平投影成像，單位毫米mm。

所述的基于圓形參照物的攝像機標定方法，其中，所述步驟四中，包括：以如下公式獲取該攝像機當前的水平視角及垂直視角：

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