[發明專利]一種基于蝙蝠算法的相機標定參數優化方法

有效

• 申請號: 201811024046.1
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109448060B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 李曉川;何茂林;唐僑
• 申請（專利權）人: 惠州市德賽西威智能交通技術研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06N3/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 葉新平

本發明公開了一種基于蝙蝠算法的相機標定參數優化方法，對相機讀入的輸入圖像進行標定得到標定參數，同時對該圖像進行角點檢測，根據圖像標定參數和檢測到的角點定義適應度函數，然后使用蝙蝠算法對該適應度函數進行尋優搜索，在滿足既定條件的情況下，蝙蝠算法進行尋優搜索，最終給出最優解，即標定參數的最優值。該方法使用簡單，搜索效率高，收斂速度快，可并行處理，需調參數少，能夠快速地對標定參數進行搜索優化。

技術領域

本發明涉及相機標定及智能群體搜索算法領域，公開了一種基于蝙蝠算法的相機標定參數優化方法。

背景技術

隨著圖像技術和計算機系統的發展，計算機視覺技術已經廣泛進入人們生活的各個領域。計算機視覺的基本任務之一是從攝像機獲取的圖像信息出發計算三維空間中物體的幾何信息，并由此重建和識別物體，而空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應點之間的相互關系是由攝像機成像的幾何模型決定的。在圖像測量過程以及機器視覺應用中，為確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應點之間的相互關系，必須建立相機成像的幾何模型，這些幾何模型參數就是相機參數。在大多數條件下這些參數必須通過實驗與計算才能得到，這個求解參數的過程就稱之為相機標定。

無論是在圖像測量或者機器視覺應用中，相機參數的標定都是非常關鍵的環節，其標定結果的精度及算法的穩定性直接影響相機工作產生結果的準確性。標定精度的大小，直接影響著計算機視覺(機器視覺)的精度。因此，做好相機標定是做好后續工作的前提，提高標定精度是所做工作的重點所在。

蝙蝠算法屬于啟發式搜索算法，是一種搜索全局最優解的有效方法。它模擬的是微型蝙蝠的回聲定位原理：蝙蝠具有先進的回音定位能力，微型蝙蝠使用聲波回聲定位，檢測到獵物，躲避障礙，并在黑暗中找到自己位于裂縫的棲息地。這些蝙蝠發出很響亮的聲音，然后聽到從周圍物體反射回來的回音。對于不同的蝙蝠，它們的脈沖是與狩獵策略有關的。大多數蝙蝠通過一種濾波器用短且高頻的信號掃描周圍，而其他蝙蝠則經常使用固定頻率的信號進行回聲定位。其信號頻寬的變化取決于蝙蝠的種類，且常常通過使用更多的諧波而增加。蝙蝠的回波定位能力使得蝙蝠能夠在完全漆黑的情況下找到它們的獵物并且能夠準確地區分昆蟲的類型。

蝙蝠算法具有收斂速度快、魯棒性好的優點，該算法是一種基于迭代的優化技術。與其他算法相比，蝙蝠算法在準確性和有效性方面遠優于其他算法，且沒有許多參數要進行調整。蝙蝠算法將種群數量為N的蝙蝠個體映射為D維問題空間中的NP個可行解，將優化過程和搜索模擬成種群蝙蝠個體移動過程和搜尋獵物利用求解問題的適應度函數值來衡量蝙蝠所處位置的優劣，將個體的優勝劣汰過程類比為優化和搜索過程中用好的可行解替代較差可行解的迭代過程。相比于其他算法，蝙蝠算法簡單，能有效地提高標定的精度，增強標定結果的魯棒性，能夠快速找到使得適應度函數最優的一組變量，該變量即為標定得到的最優參數。為相機標定參數的優化提供了一種新的思路。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種基于蝙蝠算法的相機標定參數優化方法，提高了相機標定的精度，優化相機的標定參數。

本發明實施例提供的一種基于蝙蝠算法的相機標定參數優化方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取下一幀圖像幀；

步驟2：將相機模型簡化為透鏡模型。通過透鏡模型獲取世界坐標點在圖像坐標中的像素坐標。同時，計算相機的標定參數；

步驟3：通過角點檢測算法獲取世界坐標下圖像點的坐標在圖像坐標中的像素坐標點；

步驟4：使用步驟2和步驟3得到的模型轉換像素坐標和角點檢測像素坐標建立相機標定參數的適應度函數；

步驟5：依據適應度函數初始化蝙蝠種群；

步驟6：設置蝙蝠算法迭代終止條件；

步驟7：計算種群中蝙蝠個體的適應度值；