[發明專利]一種雙目相機自標定方法

有效

• 申請號: 201911092140.5
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN110838148B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 李華兵;楊愷倫;汪凱巍
• 申請（專利權）人: 杭州凌像科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種雙目相機自標定方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

（1）通過雙目相機采集自然場景的圖像對，并剔除所述圖像對中模糊和低紋理圖像對，留下清晰的圖像對；

（2）在每一對清晰的圖像對中，通過關鍵點提取算法提取關鍵點，通過比較不同圖像對關鍵點的位置，剔除相似的圖像對，并在剩余的每一對圖像對中，分別在左右圖上提取關鍵點；

（3）將提取得到的關鍵點進行匹配，并去除誤匹配的關鍵點對，保留所有圖像對中正確匹配的關鍵點對；

（4）將步驟（3）中所有圖像對中正確匹配的關鍵點對，通過平面分布和視差分布進行篩選，得到最終的關鍵點對集合；

步驟（4）中平面分布篩選的過程具體為：在左圖中規定每一個區域的關鍵點面密度，將步驟3中保留所有圖像對中正確匹配的關鍵點對，取左圖中的關鍵點填入每個區域，若某區域關鍵點面密度超過規定關鍵點面密度，則對落在該區域內的關鍵點所對應的關鍵點對的描述子的歐式距離排序，去掉歐式距離最高的若干關鍵點對；不斷疊加新圖像對的關鍵點對，直到所有區域關鍵點面密度與規定面密度相等；

步驟（4）中視差分布篩選的過程具體為：設定整個視差范圍內每一個視差區間內的關鍵點對數量，若某視差區間內關鍵點對數量超過規定關鍵點對數量，對落在該區間內的關鍵點所對應的關鍵點對的描述的子歐式距離排序，去掉歐式距離最高的若干關鍵點對；不斷疊加新的圖像對的關鍵點對，直到所有視差區間內關鍵點數量與規定關鍵點數量相等；

（5）根據極線約束構造基本矩陣關于關鍵點對位置的代價函數，將經過步驟4篩選得到的最終的關鍵點對集合代入代價函數，所得代價之和為能量函數；

（6）優化基本矩陣的值，使能量函數最小，此時估計的基本矩陣為最終結果，將基本矩陣分解，即可得到相機之間的相對位姿。

2.?根據權利要求1所述雙目相機自標定方法，其特征在于，步驟1中剔除所述圖像對中模糊和低紋理圖像對，該方法具體為：通過尺寸為3×3或5×5的拉普拉斯算子對所述圖像對卷積，得到拉普拉斯響應，再通過統計拉普拉斯響應中像素灰度值的方差和平均值，并設定方差閾值和平均值閾值，當方差小于方差閾值或平均值小于平均值閾值時，認為該圖像對為模糊或者低紋理圖像對，并進行剔除，其中，所述方差閾值設置為400~1000，?平均值閾值設置為0~50。

3.根據權利要求1所述雙目相機自標定方法，其特征在于，步驟2剔除相似的圖像對，該方法具體為：根據圖像對采集的時間順序，在新采集到的圖像對的左圖中提取關鍵點，并與前一幅左圖中的關鍵點匹配，判斷匹配質量最好的前10%~30%關鍵點的平均距離是否小于閾值，若小于，則判定新采集到的圖像對與上一對圖像相似，進而去除；所述閾值的范圍為5~20像素。

4.根據權利要求1所述雙目相機自標定方法，其特征在于，步驟3去除誤匹配的關鍵點對，該方法具體為：（1）通過設置關鍵點描述子間歐式距離的閾值，去除大于閾值的關鍵點對；（2）每一對關鍵點中，根據左圖中關鍵點的坐標，再右圖中畫出一個長16~128像素，寬10~30像素的有效框，若右圖中關鍵點落在框內，則該對關鍵點有效，否則無效；所述閾值為：當前所有匹配關鍵點對的歐式距離中最大和最小之和的0.1~0.5倍。

5.根據權利要求1所述雙目相機自標定方法，其特征在于，規定每一個區域的關鍵點面密度時，將圖像對非均勻地將劃分成矩形網格區域，且中心區域網格面積小于邊緣區域網格面積。