[發(fā)明專利]基于近似平面靶的攝像機(jī)自標(biāo)定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911193269.5
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110956667B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李安瀾
• 申請（專利權(quán)）人: 李安瀾
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發(fā)明公開了一種基于近似平面靶的攝像機(jī)自標(biāo)定方法及系統(tǒng)，相關(guān)方案采用近似平面場景中的非控制點(diǎn)對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)，無需得知控制點(diǎn)的坐標(biāo)，即無制作精確的靶子，因而可以降低成本，并且還具有較高的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及攝像機(jī)自標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于近似平面靶的攝像機(jī)自標(biāo)定方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

攝像機(jī)標(biāo)定中，如果采用三維控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，需要知道控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)；如果采用平面控制靶進(jìn)行標(biāo)定，需要知道平面靶子上點(diǎn)的二維坐標(biāo)。這兩種方法需要制作精確的三維立體靶，或者精確的二維平面靶，成本都比較高。

百米口徑的大型射電望遠(yuǎn)鏡，其面型需要進(jìn)行現(xiàn)場檢測，攝影測量方法是一種簡單、方便的方法，為保障攝影測量的精度，需要對攝像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定，如果采用三維或者二維控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，相對比較困難。采用非控制點(diǎn)進(jìn)行攝像機(jī)自標(biāo)定，相對比較靈活；非控制點(diǎn)的自標(biāo)定，可以分為三維非控制點(diǎn)和二維非控制點(diǎn)的自標(biāo)定。三維非控制點(diǎn)的攝像機(jī)自標(biāo)定，目前已經(jīng)有比較多的方法，二維非控制點(diǎn)的攝像機(jī)自標(biāo)定，還沒有有效的方法。

百米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，其局部小區(qū)域內(nèi)的面型接近平面，但其面型又不是平面，因此無法把平面約束用于攝像機(jī)的自標(biāo)定。為此，需要研究近似平面場景下的攝像機(jī)自標(biāo)定方法，采用近似平面場景中的非控制點(diǎn)對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于近似平面靶的攝像機(jī)自標(biāo)定方法及系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)近似平面場景下的攝像機(jī)自標(biāo)定。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于近似平面靶的攝像機(jī)自標(biāo)定方法，包括：

步驟1、將待標(biāo)定的攝像機(jī)正對著近似平面的靶子或者正對近似平面的靶子時角度偏差在設(shè)定范圍之內(nèi)，獲取靶子上每一特征點(diǎn)的圖像測量坐標(biāo)，并生成對應(yīng)的三維空間坐標(biāo)；所述近似平面是指平面中翹曲程度小于設(shè)定值；

步驟2、將待標(biāo)定的攝像機(jī)從m個不同方位分別對著靶子，得到每一方位圖像中每一特征點(diǎn)的圖像測量坐標(biāo)；

步驟3、對于每一方位圖像，均根據(jù)攝像機(jī)的線性模型結(jié)合每一特征點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，計算每一特征點(diǎn)在線性模型投影下的圖像坐標(biāo)；

步驟4、對于每一方位圖像，均利用特征點(diǎn)的圖像測量坐標(biāo)，結(jié)合攝像機(jī)的非線性模型參數(shù)，對特征點(diǎn)在線性模型投影下的圖像坐標(biāo)進(jìn)行修正，得到特征點(diǎn)在非線性投影模型投影下的圖像坐標(biāo)；

步驟5、結(jié)合所有方位圖像，得到每一特征點(diǎn)在非線性模型投影下的圖像坐標(biāo)與對應(yīng)方位圖像上的圖像測量坐標(biāo)之間的誤差，利用非線性優(yōu)化方法，得到攝像機(jī)參數(shù)的修正值，其中攝像機(jī)參數(shù)包含了線性模型與非線性模型所使用的參數(shù)；

步驟6、利用攝像機(jī)參數(shù)的修正值，來修正每一方位圖像中每一特征點(diǎn)的圖像測量坐標(biāo)，得到對應(yīng)的修正值，并通過步驟3中的線性模型計算出每一特征點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)的修正值；

步驟7、將步驟5得到的攝像機(jī)參數(shù)的修正值、以及步驟6得到的每一特征點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)的修正值，帶入步驟3，重復(fù)執(zhí)行步驟3～步驟6，直至非線性優(yōu)化過程中的誤差函數(shù)值最小，最終得到攝像機(jī)參數(shù)的修正值即為攝像機(jī)參數(shù)的標(biāo)定結(jié)果。