[發明專利]一種基于智能檢測技術的相機外參數標定方法及設備

在審

• 申請號: 202011009655.7
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112132908A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 唐浩漾;楊東方;肖佳欣;吳聰;楊艷麗;趙家瑋
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學;中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 尹曉雪

本發明涉及一種基于智能檢測技術的相機外參數標定方法及設備，該方法包括：獲取若干標定物圖像、待標定相機的內參數信息、標定物的尺寸信息和標定物位于不同位置的位置信息；利用預設智能檢測算法在每個標定物圖像上進行目標智能檢測，得到若干候選區域；在每個候選區域中選取第一特征點和第二特征點，得到若干目標特征點；根據任一目標特征點建立世界坐標系，并根據待標定相機建立相機坐標系；結合內參數信息、尺寸信息和位置信息，利用所有目標特征點在世界坐標系中的若干第一坐標和所有目標特征點在相機坐標系中的若干第二坐標計算待標定相機的外參數。該方法不需借助外在設備，能夠方便快捷的進行相機外參數標定，提高了標定效率。

技術領域

本發明屬于計算機視覺和圖像處理技術領域，具體涉及一種基于智能檢測技術的相機外參數標定方法及設備。

背景技術

相機標定是計算機視覺領域的一個重要研究課題，其目的就是通過建立像素坐標系和世界坐標系之間的關系，獲取相機的內外參數。對于相機內參數，其標定對于精度的要求比較高，不易實現，而對于相機外參數的標定要求較低，只需要尋找標定物在三維世界坐標系下與相機坐標系的旋轉與平移關系。因此，近年來很多學者致力于尋求相機標定易操作和高精度的方法，并取得了一定的成果。

現有的相機外參數標定技術多借助特定標定板或借助特定設備進行相機標定，經過對現有技術文獻檢索分析，發現張學武等人在其專利“相機外參標定方法、設備及系統”中公開了一種相機外參標定方法，該方法通過采集相機多次拍攝的標志器在不同角度下的平面鏡中所成的標定圖像；以標志器中的實際標志點在標志器坐標系中的坐標轉換到相機坐標系，建立由旋轉矩陣和位移矩陣表示的第一方程，根據兩個不同角度下的平面鏡所在平面的交線，以及對應鏡面標志點間的位置關系，建立第二方程；由鏡面標志點在相機坐標系下的相對位置關系，以及標定圖像中的標志點在像素坐標系中的坐標，得到鏡面標志點在相機坐標系中的坐標；通過聯立第一方程和第二方程，并根據鏡面標志點在相機坐標系中的坐標，求得旋轉矩陣和平移矩陣。

然而，該專利需要借助平面鏡等外在設備，不僅設備搭建較為復雜，而且外在設備也會影響標定效率。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于智能檢測技術的相機外參數標定方法及設備。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明實施例提供了一種基于智能檢測技術的相機外參數標定方法，包括步驟：

獲取若干標定物圖像、待標定相機的內參數信息、標定物的尺寸信息和所述標定物位于不同位置的位置信息，其中，利用所述待標定相機拍攝位于不同位置處的同一所述標定物得到若干所述標定物圖像；

利用預設智能檢測算法在每個所述標定物圖像上標出所述標定物，得到若干候選區域；

在每個所述候選區域中選取第一特征點和第二特征點，得到若干目標特征點；

根據任一所述目標特征點建立世界坐標系，并根據所述待標定相機建立相機坐標系；

結合所述內參數信息、所述尺寸信息和所述位置信息，利用所有所述目標特征點在所述世界坐標系中的若干第一坐標和所有所述目標特征點在所述相機坐標系中的若干第二坐標計算所述待標定相機的外參數。

在本發明的一個實施例中，利用所述待標定相機拍攝位于不同位置處的同一所述標定物得到若干所述標定物圖像，包括：

使所述標定物從初始位置處按照預設方向、預設距離進行多次移動，利用所述待標定相機拍攝位于所述初始位置處的所述標定物以及每次移動后的所述標定物，得到若干所述標定物圖像。

在本發明的一個實施例中，所述預設智能檢測算法包括Single Shot MultiBoxDetector算法、You Only Look Once算法或Centernet算法等。