[發明專利]一種遠心移軸相機標定方法和系統

在審

• 申請號: 201810205166.5
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108510547A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 李東;陳烔;田勁東;田勇
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發明公開了一種遠心移軸相機標定方法，包括：根據遠心移軸相機采集的圖像建立標定模型，標定模型的內參包括遠心移軸相機的傾斜角度、旋轉角度和鏡頭放大倍率；根據遠心移軸相機的技術參數獲取標定模型的內參；根據標定模型的內參計算得到標定模型的外參；建立遠心移軸相機的鏡頭畸變模型，并計算得到鏡頭畸變模型的參數以及優化后的內參和外參。此外，還公開了一種遠心移軸相機標定系統。上述遠心移軸相機標定方法和系統對現有的遠心移軸相機的標定具有普適性和高精度性。

技術領域

本發明涉及相機標定領域，尤其涉及一種遠心移軸相機標定方法和系統。

背景技術

遠心鏡頭具有大景深、低畸變等顯著優點，且在一定的物距范圍內物像倍率恒定不變，消除了普通成像鏡頭的視差問題，因而，非常適合用于復雜微小結構的精確成像。但由于只有平行于光軸的光線才能進入遠心鏡頭成像，使得視場受限于遠心鏡頭的孔徑大小，約為幾十個mm，導致遠心鏡頭無法適用于大視場、大景深的三維成像。

根據Scheimpflug原理，遠心鏡頭與成像面傾斜的話可以增加成像的景深。因而，為了增加成像景深，可在遠心鏡頭與相機之間加入Scheimpflug調整器，構成遠心移軸相機。這樣，對基于Scheimpflug原理的三維成像系統研究的關鍵是針對對應的遠心移軸相機進行標定。

文獻《An accurate calibration method for a camera with telecentriclenses,Optics and Lasers in Engineering 51(5),538-541(2013).》中提出了一種遠心移軸相機標定方法，但在該標定方法的標定模型中沒有考慮遠心移軸相機的傾斜角度和旋轉角度，因而，該標定模型并不能真實、完全地反映遠心移軸相機的特性，由此計算得到的標定結果精度較低，利用該標定結果對原始圖像進行矯正后的矯正質量也較低。另外，文獻《Distortion correction for microscopic fringe projection system withScheimpflug telecentric lens,Appl.Opt.54,10055-10062,2015.》提出的一種遠心移軸標定方法中，考慮了遠心移軸相機傾斜角度的影響，但對傾斜角度的計算利用的是物方遠心移軸相機放大倍數與像距之間的關系。而對于雙遠心移軸相機來說，其放大倍數與像距之間沒有直接關系，因而，該標定方法并不適用于雙遠心移軸相機標定。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種遠心移軸相機標定方法和系統。

本發明所采用的技術方案是：

一種遠心移軸相機標定方法，包括：

根據遠心移軸相機采集的圖像建立標定模型，標定模型的內參包括遠心移軸相機的傾斜角度、旋轉角度和鏡頭放大倍率；

根據遠心移軸相機的技術參數獲取標定模型的內參；

根據標定模型的內參計算得到標定模型的外參；

建立遠心移軸相機的鏡頭畸變模型，并計算得到鏡頭畸變模型的參數以及優化后的內參和外參。

進一步地，標定模型如下：