[發明專利]基于單目視覺三角測距法的變焦相機動態標定方法

有效

• 申請號: 201811603203.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109727290B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 房紅兵;高恩浩;沙云容;張鵬;陳金旭
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種基于單目視覺三角測距法的變焦相機動態標定方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟1、獲取像主點坐標；

步驟2、將激光器和相機在垂直于地面的同一垂線上上下放置，相機鏡頭與激光光源出射點處于同一豎直平面，相機光軸與激光射線平行；

步驟3、使激光照射在固定物體上出現激光點，利用相機拍攝激光點圖像，向固定物體方向平行移動相機與激光光源位置，相機光軸與激光射線平行，拍攝另一幅激光點圖像；

步驟4、移動相機使其和激光器放置在同一平行線上，激光器位于相機的正左方，相機鏡頭與激光光源出射點處于同一水平平面，相機光軸與激光射線平行；

步驟5、重復步驟3，在與步驟3相同的兩個位置拍攝得到另外兩幅激光點圖像；

步驟6、根據像主點坐標以及步驟3和步驟5拍攝的激光點的圖像完成攝像頭像素焦距標定。

2.根據權利要求1所述的基于單目視覺三角測距法的變焦相機動態標定方法，其特征在于，步驟1中獲取像主點坐標的具體方法為：

分別在相機上下對稱的位置發射激光到相機前面的固定物體上，通過相機分別拍攝含有激光點的圖像，分別在相機左右對稱的位置發射激光到相機前面的固定物體上，通過相機分別拍攝含有激光點的圖像；

根據兩幅圖像完成像主點坐標標定，具體為：

根據上下對稱位置拍攝的兩幅圖像得到兩個激光點的像素坐標(0,v₁)和(0,v₂)，將兩個像素的縱軸坐標相加求解計算得到v₀值，即v₀＝(v₁+v₂)/2；根據左右對稱位置拍攝的兩幅圖像得到兩個激光點的像素(u₁,0)和(u₂，0)坐標計算得到u₀值，即u₀＝(u₁+u₂)/2，完成像主點(u₀,v₀)的標定。

3.根據權利要求1所述的基于單目視覺三角測距法的變焦相機動態標定方法，其特征在于，根據像主點坐標以及步驟3和步驟5拍攝的激光點的圖像完成攝像頭像素焦距標定的具體方法為：

根據像主點坐標(u₀,v₀)以及激光器和相機在垂直于地面的同一垂線上上下放置時拍攝的兩幅激光點圖像中激光點在攝像機坐標系下的實際坐標值(0,s,d)和(0,s,d-n)，獲得v軸兩組圖像像素坐標轉換關系分別將兩式相減得d＝n(v₀-v₂)/v₁-v₂，即得到Z＝n(v₀-v₂)/v₁-v₂，n表示相機兩次拍攝時位置的距離，完成攝像頭v軸像素焦距的標定，即：

f_v＝[n(v₀-v₂)*(v₁-v₂)]/[( v₁-v₂)*s]

根據像主點坐標(u₀,v₀)以及激光器和相機在平行于地面的同一平行線上左右放置時拍攝的兩幅激光點圖像中激光點在攝像機坐標系下的實際坐標值(s,0,d)和(s,0,d-n)，獲得u軸兩組圖像像素坐標轉換關系u₁＝f_u*s/d+u₀和u₂＝f_u*s/(d-n)+u₀，分別將兩式相減得d＝n(u₀-u₂)/(u₁-u₂)，即得到Z＝n*(u₀-u₂)/(u₁-u₂)，完成攝像頭u軸像素焦距的標定，即f_u＝[n(u₀-u₂)*(u₁-u₂)]/[( u₁-u₂)*s]。