[發明專利]一種相機拍攝角標校方法、設備及存儲設備

有效

• 申請號: 201811028104.8
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109389647B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 曹衛華;譚暢;陳鑫;劉振燾;劉勇;張浩陽
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孫妮

1.一種相機拍攝角標校方法，其特征在于：包括以下步驟：

S101：采用張正友標定法對相機進行內參數標定，獲得相機的內參數數據；所述相機包括左攝像頭和右攝像頭；所述內參數數據包括左、右攝像頭的相對位姿關系矩陣；

S102：對原始工件進行添加人工紋理處理，并利用相機采集處理后的工件的圖像；所述工件的圖像包括左攝像頭拍攝的工件左圖像和右攝像頭拍攝的工件右圖像；

S103：根據左、右攝像頭之間的相對位姿關系矩陣對工件左圖像和工件右圖像進行立體校正，得到校正后的工件左圖像和工件右圖像；

S104：根據校正后的工件左圖像和工件右圖像，求解獲得工件圖像的視差圖；

S105：根據獲得的視差圖，求解獲得工件的平面法向量；

S106：根據獲得的平面法向量，對相機的拍攝角度進行調整，使左攝像頭坐標系的z軸與所述平面法向量平行，完成相機拍攝角度的標校；

根據工件圖像的視差圖，求解獲得工件的平面法向量的步驟為：

S201：對工件圖像的視差圖進行Blob分析，得到工件完整的Blob圖；

S202：對Blob圖進行邊緣直線擬合，獲取工件Blob圖上的n條擬合直線數據；所述擬合直線數據包括各擬合直線的長度和首尾端點坐標；所述坐標為基于圖像坐標系下的二維坐標；n為大于等于3的整數；

S203：在每條擬合直線上均勻取m個像素點；并根據每條擬合直線的首尾端點坐標，分別求得n條擬合直線的方程；m為大于等于2的整數；

S204：根據各擬合直線的方程和首尾端點坐標，對各擬合直線上的m個像素點的坐標進行賦值，得到各擬合直線的m個像素點坐標；

S205：根據各擬合直線上的m個像素點坐標，分別求得n條擬合直線上m個像素點的橫坐標的平均值和縱坐標的平均值，得到n個平均像素點；

S206：在n個平均像素點中選取3個平均像素點，并根據這3個平均像素點的二維圖像坐標，計算獲得3個平均像素點在世界坐標系下的三維坐標；

S207：根據3個平均像素點的三維坐標，采用三點確定一個平面的方法，計算獲得工件平面基于世界坐標系下的平面法向量。

2.如權利要求1所述的一種相機拍攝角標校方法，其特征在于：在步驟S102中，采用激光點陣對工件進行照射的方法對原始工件添加人工紋理。

3.如權利要求1所述的一種相機拍攝角標校方法，其特征在于：在步驟S104中，根據公式(1)得到工件圖像視差圖：

其中，(Δx,Δy)為視差圖的像素點坐標，(u,v_r)為工件右圖像坐標，(u,v_l)為工件左圖像坐標。

4.如權利要求2所述的一種相機拍攝角標校方法，其特征在于：在步驟S206中，在n個平均像素點中選取3個平均像素點為隨機選取。

5.如權利要求2所述的一種相機拍攝角標校方法，其特征在于：內參數數據還包括左、右攝像頭的內參數矩陣，在步驟S206中，根據公式(2)得到世界坐標系下的三維坐標：

P＝(A^TA)^-1A^Tb (2)

其中，P＝[x y z]^T，(x,y,z)為世界坐標系下三維坐標；

M_l和M_r為左、右攝像頭的平移參數矩陣，可根據相機的內參數數據獲得；(u_l,v_l)和(u_r,v_r)為左、右攝像頭的圖像坐標系下與P點對應的二維坐標。

6.一種存儲設備，其特征在于：所述存儲設備存儲指令及數據用于實現權利要求1～5所述的任意一種相機拍攝角標校方法。

7.一種相機拍攝角標校設備，其特征在于：包括：處理器及權利要求6所述的存儲設備；所述處理器加載并執行所述存儲設備中的指令及數據用于實現權利要求1～5所述的任意一種相機拍攝角標校方法。