[發(fā)明專利]攝像機(jī)標(biāo)定方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911379519.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN113052912A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳振宇;許喜軍;涂嬌姣
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海思技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本申請實(shí)施例提供一種攝像機(jī)標(biāo)定方法和裝置，涉及終端技術(shù)領(lǐng)域，解決了攝像機(jī)標(biāo)定方法中，圖像采集效率低，導(dǎo)致估計(jì)攝像機(jī)的模型參數(shù)的效率低的問題。具體方案為：檢測至少一個(gè)第一圖像，以獲取多個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)信息，其中，第一圖像為攝像機(jī)拍攝棋盤格立體結(jié)構(gòu)獲得的，棋盤格立體結(jié)構(gòu)包括位于至少兩個(gè)不同平面上的多個(gè)第一棋盤格圖案；根據(jù)多個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)信息獲取攝像機(jī)的模型參數(shù)。本申請實(shí)施例用于獲取攝像機(jī)標(biāo)定的內(nèi)參和外參的過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請實(shí)施例涉及終端技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種攝像機(jī)標(biāo)定方法和裝置。

背景技術(shù)

通過攝像機(jī)標(biāo)定(相機(jī)標(biāo)定)可以獲取攝像機(jī)鏡頭的模型參數(shù)，模型參數(shù)包括內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)。對于具有徑向畸變的透鏡的攝像機(jī)，還需要額外估計(jì)鏡頭的畸變系數(shù)。

目前，大多數(shù)攝像機(jī)使用的標(biāo)定方法都是基于張正友提出的標(biāo)定方法，OpenCV和矩陣實(shí)驗(yàn)室(Matrix Laboratory，Matlab)也都提供了相應(yīng)的工具箱和開源庫來實(shí)現(xiàn)這一標(biāo)定方法。張正友的標(biāo)定方法使用小孔成像模型和一組平面圖像來獲得標(biāo)定結(jié)果(模型參數(shù))，由于采集過程中會(huì)受到各種噪聲的干擾，攝像機(jī)標(biāo)定通常會(huì)采集數(shù)十張圖像中的棋盤格圖案的角點(diǎn)坐標(biāo)，每張圖像包括一個(gè)棋盤格圖案，每張圖像包括的棋盤格圖案相同，每次只能采集一張圖像。為了很好地模擬透鏡的徑向畸變，每次擺放圖像的角度和與鏡頭的距離不同，以充分覆蓋盡可能多的鏡頭視場角(field of view，F(xiàn)OV)。而后將這些圖像的角點(diǎn)坐標(biāo)輸入到優(yōu)化算法中，以獲得模型參數(shù)。

通常，該方法至少需要11張圖像才能獲得亞像素性能。同時(shí)，為了更好地對鏡頭的畸變進(jìn)行建模，棋盤圖案的擺放位置需要充分覆蓋相機(jī)FOV的角落和邊緣，而位于鏡頭角落和邊緣的圖像會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的失真。這一要求給拍攝過程帶來了巨大的挑戰(zhàn),因?yàn)槊看味急仨氉屑?xì)設(shè)定攝像機(jī)(或棋盤格)的位置,以確保對FOV的覆蓋。因此，目前的標(biāo)定方法中，需要采集的圖像數(shù)量較多，采集每幅圖像的過程復(fù)雜，導(dǎo)致采集圖像效率低，估計(jì)攝像機(jī)的模型參數(shù)的效率低，使得目前的標(biāo)定方法不適用于生產(chǎn)目的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例提供一種攝像機(jī)標(biāo)定方法和裝置，解決了攝像機(jī)標(biāo)定方法中，圖像采集效率低，導(dǎo)致估計(jì)攝像機(jī)的模型參數(shù)的效率低的問題。

為達(dá)到上述目的，本申請實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供一種攝像機(jī)標(biāo)定方法，包括：檢測至少一個(gè)第一圖像，以獲取多個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)信息，其中，第一圖像為攝像機(jī)拍攝棋盤格立體結(jié)構(gòu)獲得的，棋盤格立體結(jié)構(gòu)包括位于至少兩個(gè)不同平面上的多個(gè)第一棋盤格圖案；根據(jù)多個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)信息獲取攝像機(jī)的模型參數(shù)。

由此，本申請?jiān)谟?jì)算攝像機(jī)標(biāo)定的模型參數(shù)時(shí)，采用包含一種立體結(jié)構(gòu)的第一圖像，該第一圖像中包括多張相同結(jié)構(gòu)的棋盤格圖案，這樣通過一張第一圖像，就可以獲取該第一圖像中多張?jiān)诓煌矫嫔系钠灞P格圖案的角點(diǎn)坐標(biāo)，這樣，通過少量第一圖像，例如1-3張第一圖像的角點(diǎn)坐標(biāo)就可以計(jì)算得到攝像機(jī)鏡頭的模型參數(shù)，可以提升采集棋盤格圖案角點(diǎn)坐標(biāo)的效率，從而提升估計(jì)攝像機(jī)的模型參數(shù)的效率，適用于生產(chǎn)目的。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，多個(gè)第一棋盤格圖案之間互不重疊，且多個(gè)第一棋盤格圖案所在的平面互不相同。這里多個(gè)第一棋盤格圖案位于至少兩個(gè)不同平面上，且不是互相平行的。

在一種可能的設(shè)計(jì)中，角點(diǎn)坐標(biāo)信息包括角點(diǎn)的二維坐標(biāo)和三維坐標(biāo)；檢測至少一個(gè)第一圖像，以獲取多個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)信息包括：獲取多個(gè)第一棋盤格圖案中每個(gè)第一棋盤格圖案的多個(gè)角點(diǎn)的二維坐標(biāo)；二維坐標(biāo)用于表示角點(diǎn)在第一圖像所在的平面上的像素點(diǎn)位置；根據(jù)多個(gè)角點(diǎn)的二維坐標(biāo)獲取多個(gè)角點(diǎn)的三維坐標(biāo)。二維坐標(biāo)可以理解為每個(gè)角點(diǎn)的像素坐標(biāo)，三維坐標(biāo)可以理解為世界坐標(biāo)。在計(jì)算攝像機(jī)的模型參數(shù)時(shí)，可以根據(jù)像素坐標(biāo)和世界坐標(biāo)得到攝像機(jī)的內(nèi)參和外參。