[發明專利]一種基于二維平面模板的相機標定方法及系統

有效

• 申請號: 201710674279.5
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107633536B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 張俊勇;伍世虔;陳鵬;鄒謎;韓浩
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

1.一種基于二維平面模板的相機標定方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取棋盤格標定圖像，所述標定圖像包含多個角點；

采用隨機抽樣一致性算法剔除所述多個角點中角點第一誤差值大于第一預設值的角點，獲得目標角點；

根據所述目標角點的坐標和對應的世界坐標，獲得所述棋盤格標定圖像所在的世界坐標系到像素坐標系的單應性矩陣；

采用隨機抽樣一致性算法剔除第二誤差值大于第二預設值的單應性矩陣，獲得目標單應性矩陣；

根據所述目標單應性矩陣，獲得目標二次曲線模型，并根據所述目標二次曲線模型獲得相機的初始參數，所述初始參數包括第一內參、第一外參和第一畸變系數；

采用最大似然估計的方法對所述初始參數進行估計，獲得目標參數，所述目標參數包括第二內參、第二外參和第二畸變系數，利用所述目標參數對相機進行標定；

其中，所述采用隨機抽樣一致性算法剔除第二誤差值大于第二預設值的單應性矩陣，獲得目標單應性矩陣，包括：

根據單應性矩陣，獲得預設二次曲線模型；

獲得所述單應性矩陣與所述二次曲線模型的第二距離，將所述第二距離作為差值；

如果所述差值大于所述第二預設值，則為不符合條件的單應性矩陣；

從原始單應性矩陣中剔除所述不符合條件的單應性矩陣，獲得目標單應性矩陣。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用隨機抽樣一致性算法剔除所述多個角點中角點第一誤差值大于第一預設值的角點，獲得目標角點，包括：

獲取角點的重投影坐標；

獲取所述角點的重投影坐標與所述角點的初始坐標之間的第一距離；

采用隨機抽樣一致性算法剔除所述第一距離大于第一預設值所對應的角點，從而獲得目標角點。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述目標角點的坐標和對應的世界坐標，獲得所述棋盤格標定圖像所在的世界坐標系到像素坐標系的單應性矩陣，包括：

從所述棋盤格標定圖像中隨機選取四個角點，并獲取所述四個角點的坐標；

根據所述四個角點的坐標和四個角點對應的世界坐標，獲得所述棋盤格標定圖像所在的世界坐標系到像素坐標系的單應性矩陣。

4.如權利要求1-3任一項權利要求所述的方法，其特征在于，所述棋盤格標定圖像包括多張，且不同的標定圖像與標定相機的角度不相同。

5.一種基于二維平面模板的相機標定系統，其特征在于，所述系統包括：

獲取模塊，用于獲取棋盤格標定圖像，所述標定圖像包含多個角點；

第一獲得模塊，用于采用隨機抽樣一致性算法剔除所述多個角點中角點第一誤差值大于第一預設值的角點，獲得目標角點；

第二獲得模塊，用于根據所述目標角點的坐標和對應的世界坐標，獲得所述棋盤格標定圖像所在的世界坐標系到像素坐標系的單應性矩陣；

第三獲得模塊，用于采用隨機抽樣一致性算法剔除第二誤差值大于第二預設值的單應性矩陣，獲得目標單應性矩陣；

第四獲得模塊，用于根據所述目標單應性矩陣，獲得目標二次曲線模型，并根據所述目標二次曲線模型獲得相機的初始參數，所述初始參數包括第一內參、第一外參和第一畸變系數；

標定模塊，用于采用最大似然估計的方法對所述初始參數進行估計，獲得目標參數，所述目標參數包括第二內參、第二外參和第二畸變系數，利用所述目標參數對相機進行標定；

其中，第三獲得模塊具體用于：

根據單應性矩陣，獲得預設二次曲線模型；

獲得所述單應性矩陣與所述二次曲線模型的第二距離，將所述第二距離作為差值；

如果所述差值大于所述第二預設值，則為不符合條件的單應性矩陣；

從原始單應性矩陣中剔除所述不符合條件的單應性矩陣，獲得目標單應性矩陣。

6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述第一獲得模塊，還用于：

獲取角點的重投影坐標；

獲取所述角點的重投影坐標與所述角點的初始坐標之間的第一距離；

采用隨機抽樣一致性算法剔除所述第一距離大于第一預設值所對應的角點，從而獲得目標角點。