[發明專利]基于針孔攝像機模型的攝像機姿態校正方法

有效

• 申請號: 201711479924.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108109179B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 柳映輝
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

1.一種基于針孔攝像機模型的攝像機姿態校正方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：使用同一臺攝像機以多個角度和位置拍攝標定圖像；

步驟2：用張正友標定法建立攝像機內參數A，式中，s是個標量，表示縮放系數；是3*1的像素坐標值；A是3*3的內參數矩陣；R為3*2的矩陣；t是3*1的平移向量，是3*1的世界坐標值；

步驟3：將云臺置于初始狀態，包括位置和姿態；

步驟4：拍攝1幅至少包含4個定位點的圖像，結合攝像機內參數A，計算得到攝像機外參數[R t]，攝像機外參數包含了攝像機的位置、姿態信息；

步驟5：解析外參數R＝[r1 r2]，其中r1、r2分別是攝像機坐標系u、v軸在世界坐標系中的向量值，r3＝r1×r2是攝像機坐標系n軸；T＝-[r1 r2 r3]^-1t＝-[r1 r2 r3]^Tt是攝像機坐標系原點在世界坐標系中的坐標；

步驟6：如果T向量的前兩項分量值Tx，Ty小于給定閾值，則不需要平移；否則沿著x，y方向平移-Tx，-Ty；

步驟7：如果||r1·e1-1||小于給定閾值，則將u軸向x軸靠攏；否則保持u軸不變；如果||r2·e2-1||小于給定閾值，則將v軸向y軸靠攏；否則保持v軸不變；如果||r3·e3-1||小于給定閾值，則將n軸向z軸靠攏；否則保持n軸不變，結束；

所述e1＝(1 0 0)^T是世界坐標系x軸向量值；e2＝(0 1 0)^T是世界坐標系y軸向量值；e3＝(0 0 1)^T是世界坐標系z軸向量值。

2.根據權利要求1所述的基于針孔攝像機模型的攝像機姿態校正方法，其特征在于：所述步驟1拍攝的標定圖像為3～5幅。

3.根據權利要求1所述的基于針孔攝像機模型的攝像機姿態校正方法，其特征在于：所述步驟4中的攝像機外參數有8個，需要建立8個方程，采用最小二乘法解算線性方程組。

4.根據權利要求1所述的基于針孔攝像機模型的攝像機姿態校正方法，其特征在于：所述步驟5的[r1 r2 r3]是單位正交陣。

5.根據權利要求1所述的基于針孔攝像機模型的攝像機姿態校正方法，其特征在于：在使用攝像機拍攝時，被拍攝物體必須用黑白棋盤格圖像做校正。