[發(fā)明專利]一種相機標定方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011020170.8
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112419421B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 包騰飛;舒小頌;李揚濤;楊晨蕾;張靜纓;朱征;胡雨菡;龔健
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 錢玲玲

本發(fā)明提供了一種相機標定方法和裝置，屬于相機標定技術領域，相機標定方法包括如下步驟：獲取由合成隨機散斑圖制成的三維標定物的標定圖像；在三維標定物的隨機散斑圖上選取控制點，并在標定圖像上選取與所述控制點相對應的匹配點；構建控制點的空間三維坐標和匹配點的像素坐標之間的對應函數(shù)關系；求解對應函數(shù)關系，獲得相機的標定參數(shù)。本發(fā)明能夠簡化相機標定步驟，節(jié)省操作時間，且提高標定精度。

技術領域

本發(fā)明涉及一種相機標定方法和裝置，屬于相機標定技術領域。

背景技術

目前，按照標定物的維度，相機標定技術可以分為四種：零維、一維、二維 和三維。其中，零維，是指不通過標定物，根據(jù)攝像機生成照片中的一些特殊 幾何關系，結合光學投射原理來增加信息量；而一維、二維和三維，則根據(jù)世 界坐標系下的點到圖像坐標系中所經(jīng)過的映射變換，利用圖像中的控制點進行 求解。在實際應用中，往往二維和一維通過一些約束條件來求解單應矩陣，三 維則采用的點多且計算精確，操作復雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種相機標定方法和裝置， 能夠簡化相機標定的步驟，節(jié)省操作時間，并且提高標定精度。

為達到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術方案實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供了一種相機標定方法，包括如下步驟：

獲取由合成隨機散斑圖制成的三維標定物的標定圖像；

在三維標定物的隨機散斑圖上選取控制點，并在標定圖像上選取與所述控制 點相對應的匹配點；

構建控制點的空間三維坐標和匹配點的像素坐標之間的對應函數(shù)關系；

求解對應函數(shù)關系，獲得相機的標定參數(shù)。

進一步的，所述三維標定物為包括底面隨機散斑圖、左側隨機散斑圖和右側 隨機散斑圖的三面體結構；

所述底面隨機散斑圖固定設置，所述左側隨機散斑圖和所述右側隨機散斑圖 分別垂直于所述底面隨機散斑圖，且能夠相對所述底面隨機散斑圖偏轉移動。

進一步的，所述底面隨機散斑圖、左側隨機散斑圖和右側隨機散斑圖均為正 方形，所述左側隨機散斑圖和所述右側隨機散斑圖通過邊相交于過所述底面隨 機散斑圖頂點且垂直于所述底面隨機散斑圖的軸線，且以所述軸線為中心相對 所述底面隨機散斑圖偏轉移動。

進一步的，獲取標定圖像的方法包括如下步驟：

調(diào)整左側隨機散斑圖和/或右側隨機散斑圖相對底面隨機散斑圖的位置；

利用相機獲取不同位置時三維標定物的標定圖像。

進一步的，選取相對應的控制點和匹配點的方法包括如下步驟：

在底面隨機散斑圖上隨機地定義一個控制點；

根據(jù)數(shù)字圖像相關法，以所述控制點為中心建立一個正方形；

在標定圖像上確定一個與所述正方形相對應的變形區(qū)域；

選定變形區(qū)域的中心為與控制點相對應的匹配點。

進一步的，確定相對應的變形區(qū)域的方法包括如下步驟：

通過粒子群優(yōu)化算法在標定圖像的像素坐標中進行全局搜索；

以變形區(qū)域四邊形的頂點坐標作為模型輸入，以變形區(qū)域與正方形的相似度 作為適應度；

基于適應度的迭代計算，得到相對應的變形區(qū)域的頂點坐標，確定相對應的 變形區(qū)域。

進一步的，通過數(shù)字圖像相關法中的ZNSSD標準來確定變形區(qū)域與正方形的 相似度，所述ZNSSD標準表示為：