[發明專利]校準裝置、校準系統和校準方法

有效

• 申請號: 201880058435.8
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN111095923B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 山下紀之;大場章男
• 申請（專利權）人: 索尼互動娛樂股份有限公司
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;G06T7/80
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張曉明

校準裝置10中的捕獲圖像獲取單元30獲取使用魚眼成像裝置12對校準圖表成像獲得的圖像的數據。畸變校正單元34對成像裝置的參數進行假設，考慮到投影方法來進行校正，并且調整參數直到獲得原始圖表的圖像。偽圖像繪制單元42使用圖表模型數據來繪制偽捕獲圖像。視點調整單元44將偽圖像和捕獲圖像進行比較，并根據標記位置或圖案間隔之間的差異來調整虛擬相機的視點位置，以識別成像裝置12的位置。

技術領域

本發明涉及用于實現成像裝置的校準的裝置、校準系統和校準方法。

背景技術

有一個已知的游戲，其中相機對用戶的身體或標記進行成像，并且圖像的區域被另一個圖像替換并顯示在顯示器上(例如，參見PTL 1)。檢測和分析捕獲圖像中的圖像以獲取被攝體或相機的位置或運動、或識別被攝體的屬性的技術不僅廣泛實現在安裝在游戲裝置或信息終端上的相機中，而且廣泛實現在包括安全相機、車載相機、安裝在機器人上的相機等的系統中。

為了確保系統中的處理精度，執行預先獲取特定于裝置的信息(諸如成像裝置的內部參數、畸變校正系數和外部參數)的校準處理。內部參數定義了捕獲圖像中像素的位置坐標與相機坐標系中的位置坐標之間的關系，其中原點位于光學中心，并且單位為長度。畸變校正系數是用于校正由鏡頭引起的桶形畸變或圓周方向上的畸變的系數。

外部參數定義了相機坐標系和世界坐標系之間的關系，并且外部參數特別用于例如同時對多鏡頭相機(諸如立體相機)執行校準，以調整相機捕獲的圖像的斜率。一種廣為人知的校準技術的示例包括“張”方法，其用于從多個視點成像方格圖案中的平面圖表并優化參數，使得捕獲圖像上的特征點的位置和真實空間中圖表平面中的特征點的位置正確對應(參見NPL1)。

[參考列表]

[專利文獻]

[PTL 1]

歐洲專利申請公開No.0999518

[非專利文獻]

[NPL1]

張正友，“一種靈活的相機校準新技術”，微軟研究技術報告，MSR-TR-98-71，1998年12月2日。

發明內容

[技術問題]

在“張”方法中，需要將成像裝置和圖表設置在一定的位置和姿勢上來重復成像，并且工作量大。此外，雖然近年來普遍使用魚眼鏡頭捕獲廣角圖像的技術，但很難準確地校正整個圖像中特定于魚眼鏡頭的畸變。

本發明是針對上述問題而做出的，并且本發明的目的是提供一種能夠方便、準確地進行魚眼相機校準的技術。

[問題的解決方案]

為了解決上述問題，本發明的一個方面涉及校準裝置。所述校準裝置包括：捕獲圖像獲取單元，其從包含魚眼鏡頭的成像裝置獲取校準圖表的捕獲圖像的數據；以及校正單元，其基于與魚眼鏡頭相對應的屏幕上的位置和在該位置成像的圖表的表面上的位置之間的關系來校正由鏡頭引起的畸變，并且評估校正圖像以導出和輸出關于成像裝置的參數的值。

本發明的另一方面也涉及校準裝置。所述校準裝置包括：捕獲圖像獲取單元，其從包含魚眼鏡頭的成像裝置獲取校準圖表的捕獲圖像的數據；參數獲取單元，其獲取關于成像裝置的參數的值；偽圖像繪制單元，其在虛擬三維空間中布置虛擬相機和圖表的對象模型，并且使用參數的值來生成捕獲圖像的偽圖像，作為由虛擬相機捕獲的圖像；以及視點調整單元，其將生成的偽圖像和捕獲的圖像進行比較，以導出成像裝置相對于圖表的位置。

本發明的另一方面涉及校準系統。所述校準系統包括：包含魚眼鏡頭的成像裝置；以及校準裝置。