[發明專利]一種不需控制點坐標測量的相機定標方法

有效

• 申請號: 201510602574.0
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105261010B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 馮仲科;劉金成;馬力
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種相機定標的方法，特別是一種不需控制點坐標測量解算相機定標元素的方法。

二、技術背景

到目前為止，相機定標元素的解算主要采取已知標定場中的像控點來解算相機的內方位元素及畸變系數等，雖然這個方法被廣泛應用，但是在實際操作解算過程中，存在一些不可避免的麻煩：

①解算過程復雜，較麻煩，工作量大，且效率低；

②當處于標定場中的像控點被人為或其他因素破壞后，無法繼續用于相機定標元素的解算。

三、發明內容

為了克服現有的相機定標元素解算過程中不可避免地帶來的很多麻煩與誤差，本發明的目的是提供一種不需控制點坐標測量解算相機定標元素的方法。

本發明的目的是這樣實現的：

1、一種不需控制點坐標測量的相機定標方法，首先，根據模型制作5個20cm*20cm的正方形靶標，其中每一個都由十字絲劃分為4個10cm*10cm的小方塊；然后，將5個靶標分別安置在空間足夠大的前、中、后垂直平面上，其中，將2個分別安置在前方垂面左右兩邊的上下交錯位置，將1個安置在中間垂面的中心位置，將剩余2個安置在后方垂面的左右兩邊的上下交錯位置(與前方2個靶標的交錯位置相反)；用待檢校相機在遠處對垂直面上的靶標進行攝影，要保證五個靶標都清晰地成像在拍攝的像片內；最后，根據靶標上特征點和特征邊長，代入解算出相機定標元素值。

2、一種不需控制點坐標測量的相機定標元素解算方法，首先，將非線性數學模型①進行線性化運算；其次，將線性化后的結果表示成數模②V＝W·X+B；然后，利用數學模型③和數學模型④配合數學模型②聯立求解，解算未知參數值；最后，利用5個靶標上45個點以及60個長度值，結合上邊的聯立方程組，求算出各個定標元素值。

本項發明具有以下優點：

①當像控點遭到破壞或無需像控點的情況下仍可以解算相機定標；

②無像控點解算相機定標元素效率更高，工作量更小。

四、附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為20cm*20cm方形靶標示意圖；

圖2為5個方形靶標在空間上的分布示意圖；

圖3為5個方形靶標在在空間上分布的正視示意圖；

其中，2、3示意圖上的“×”表示靶標的安置位置。

五、具體實施方式：

一種不需控制點坐標測量的相機定標方法與現有相機定標技術不同，在理論和實踐上都做了很大改進，具體是：

1)一種不需控制點坐標測量的相機定標方法的實踐操作：首先，如圖1所示根據模型制作5個20cm*20cm的正方形靶標，其中每一個都由十字絲劃分為4個10cm*10cm的小方塊；然后，如圖2所示將5個靶標分別安置在空間足夠大的前、中、后垂直平面上，其中，將2個分別安置在前方垂面左右兩邊的上下交錯位置，將1個安置在中間垂面的中心位置，將剩余2個安置在后方垂面的左右兩邊的上下交錯位置(與前方2個反射片的交錯位置相反)；接著，用待檢校相機在遠處對垂直面上的靶標進行攝影，要保證五個靶標都清晰地成像在拍攝的像片內，如圖3所示得到5個方形靶標的分布；最后，根據靶標上特征點和特征邊長，代入解算出相機定標元素值。

2)一種不需控制點坐標測量的相機定標方法的解算方法：

①如圖1所示，制作5個黑白相間的20cm*20cm的方形靶標，每個方形靶標均勻劃分為4個10cm*10cm的小方塊；

②如圖2所示，將5個方形靶標根據規定位置交錯放置在三個垂直平面上；

③用待檢校相機在遠處對垂直面上的靶標進行攝影，要保證5個靶標均清晰地成像在攝影像片上；

④解算相機定標元素：將非線性數學模型①

其中，