[發明專利]線陣相機內參數的標定方法

有效

• 申請號: 201510510674.0
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN105139393B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 甘志超;楊超;張振偉;陶青川;閻炎;熊群芳
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城航空測控技術研究所;中航高科技發展有限公司;中航高科智能測控有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙)51229
• 代理人: 李蕊

技術領域

本發明涉及計算機視覺測量領域，具體涉及一種線陣相機內參數的標定方法。

背景技術

在線陣相機標定的方法中，其精度不高以及解算不穩定等問題一直存在，針對如何提高標定參數精度，Guillemaut等人對面陣相機的標定進行過研究，深入地分析了由于鏡頭畸變等諸等因素造成的成像測量誤差。上世紀90年代，劉金頌等人分析了基于神經網絡的線陣相機的標定方法；2010年以后，Luna等人提出一種非共面特定立體靶標與線陣相機掃描成像的線陣相機標定方法。對于以上提到的現有技術，一般都是先選取像素點，再對由于鏡頭畸變等原因導致的測量誤差進行矯正，通過DLT直接線性變換法以及平差處理進行優化，最后計算得出相機內參數，這些方法不僅對標定板的精度要求高，而且在標定的過程中，由于人為因素或者系統所造成的誤差對內參數的計算結果影響很大，導致所得到的線陣相機內參數精度不是很高。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的線陣相機內參數的標定方法能夠精確計算線陣相機的內參數圖像主點和焦距。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：提供一種線陣相機內參數的標定方法，其包括：

獲取傾斜固定在標定板上的圖片在不同空間位置的掃描圖像；

提取掃描圖像中像素點的測量像素坐標值；

依據標定板的尺寸和所述測量像素坐標值，計算所述像素點的空間坐標；

采用最小二乘法，計算測量像素坐標值的變換參數L₁～L₇；

其中，v為像素點的測量像素坐標值，X，Y，Z為像素點的空間坐標；

對所述變換參數L₁～L₇進行誤差校正；

采用誤差校正后的變換參數計算線陣相機的內參數圖像主點v₀和焦距f：

本發明的有益效果為：通過誤差校正后的變換參數求取線陣相機的內參數圖像主點v₀和焦距f，由于在計算過程對人為因素或者測量過程所造成的誤差進行了修正，從而保證了圖像主點v₀和焦距f的精度。

附圖說明

圖1為線陣相機內參數的標定方法一個實施例的流程圖。

圖2為標定板上的圖片一個實施例的示意圖。

圖3為線陣相機掃描固定在標定板上的圖片的示意圖。

圖4為線陣相機的掃描線與標定板上圖片相交的示意圖。

具體實施方式

下面對本的具體實施方式進行描述，以便于本技術領域的技術人員理解本，但應該清楚，本不限于具體實施方式的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本構思的發明創造均在保護之列。

參考圖1，圖1示出了線陣相機內參數的標定方法一個實施例的流程圖100；如圖1所示，該方法包括步驟101至106：

在步驟101中，獲取傾斜固定在標定板上的圖片在不同空間位置的掃描圖像。

參考圖3，圖3示出了線陣相機掃描固定在標定板上的圖片的示意圖；如圖3所示，為了便于采集的掃描圖像的三維空間坐標的構建，在進行掃描前，將圖片采用與標定板之間呈2～5°的夾角固定在標定板上。

掃描前，選用的圖片由若干相互平行的橫線和連接相鄰兩條橫線之間的斜線組成。在掃描時，線陣相機的掃描線分別與橫線和斜線相交形成的交點為本方法中提到的像素坐標點(參考圖4)。

當固定有圖片的標定板與相機相互平行且靜止不動時，掃描圖片時獲取圖片上像素點的空間坐標Z軸相等，無法采用最小二乘法算出變換參數L₁～L₇，于是在獲取掃描圖像時，每獲取一張掃描圖像后，需要按固定值將標定板在Z軸上向前或向后移動，以獲取更多不同空間坐標的像素坐標點。

在步驟102中，提取掃描圖像中像素坐標點的測量像素坐標值；具體的，可以采用霍夫變換算法提取掃描圖像中像素點的測量像素坐標值。

在步驟103中，依據標定板的尺寸和所述測量像素坐標值，計算所述像素點的空間坐標。

如圖4所示，位于橫線上的像素點為奇數像素點，位于斜線上的像素點為偶數像素點。奇數像素點和偶數像素點的空間坐標采用下面方式獲取：

偶數點的空間坐標為(j*Z_p)；