[發明專利]基于多深度光柵可視點的相機矯正方法及系統

有效

• 申請號: 202011232348.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112365547B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 朱志林;潘博;孟乒乒;張偉香;方勇
• 申請（專利權）人: 上海易維視科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06V10/40;G06V10/56;G06V10/75
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

1.一種基于多深度光柵可視點的相機矯正方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取光柵在白板上的不同顏色的交界點作為特征點；

按照定標數據所選取的特征點旋轉平移后的3D點設置為其中，RG_Width為定標出的紅綠光寬度，按照定標的RG_Width計算出3D點的x方向值，y值與矯正前的特征點y值一致，depth值取矯正前中心點位置的深度值為矯正后的深度值；

選取不同深度的多個特征點，通過最小二乘法估計相機矯正前后匹配點的最優變換矩陣[R|t]；

通過重投影誤差迭代優化旋轉變化矩陣，直到重投影誤差值小于閾值ε；

保存矯正矩陣，對每次檢測到的人眼位置做矯正，并根據矯正人眼位置和定標數據做光柵參數計算；通過對相機獲取的3D點位置做矯正，使光柵的可視點的位置參數在相機中的位置成規則的扇形。

2.根據權利要求1所述的基于多深度光柵可視點的相機矯正方法，其特征在于：

選擇紅綠顏色作為定標的顏色。

3.根據權利要求2所述的基于多深度光柵可視點的相機矯正方法，其特征在于：

所述獲取光柵在白板上的不同顏色的交界點作為特征點步驟中，根據基于方波擬合的定標方法確定紅綠圖中的可視區位置作為特征點，并且各個深度的可視點都是以已知的內參矩陣的中心點位置為原點。

4.根據權利要求1所述的基于多深度光柵可視點的相機矯正方法，其特征在于：

選取不同深度中的多個特征點、通過最小二乘法擬合出符合當前匹配點的旋轉平移矩陣[R|t]步驟中，目標函數如下：

式中，p_i表示變換后的匹配點，p_i'表示變換前的特征點。

5.根據權利要求1所述的基于多深度光柵可視點的相機矯正方法，其特征在于：

通過重投影誤差迭代優化旋轉變化矩陣、直到重投影誤差值小于閾值ε步驟中，公式如下：

式中，p_i表示變換后的匹配點，p_i'表示變換前的特征點；ε為設置的迭代結束條件，即當重投影誤差值小于閾值ε時結束迭代。

6.根據權利要求1所述的基于多深度光柵可視點的相機矯正方法，其特征在于：

所述矯正方法進一步包括：固定顯示器與白板，保證顯示器與白板互相平行。

7.一種基于多深度光柵可視點的相機矯正系統，其特征在于，所述系統包括：

特征點獲取模塊，用以獲取光柵在白板上的不同顏色的交界點作為特征點；按照定標數據所選取的特征點旋轉平移后的3D點設置為其中，RG_Width為定標出的紅綠光寬度，按照定標的RG_Width計算出3D點的x方向值，y值與矯正前的特征點y值一致，depth值取矯正前中心點位置的深度值為矯正后的深度值；

最優變換矩陣估計模塊，用以選取不同深度的多個特征點，通過最小二乘法估計相機矯正前后匹配點的最優變換矩陣[R|t]；

矩陣優化模塊，用以通過重投影誤差迭代優化旋轉變化矩陣，直到重投影誤差值小于閾值ε；

矯正模塊，用以保存矯正矩陣，對每次檢測到的人眼位置做矯正，并根據矯正人眼位置和定標數據做光柵參數計算；通過對相機獲取的3D點位置做矯正，使光柵的可視點的位置參數在相機中的位置成規則的扇形。

8.根據權利要求7所述的基于多深度光柵可視點的相機矯正系統，其特征在于：

選擇紅綠顏色作為定標的顏色；

所述特征點獲取模塊用以根據基于方波擬合的定標方法確定紅綠圖中的可視區位置作為特征點，并且各個深度的可視點都是以已知的內參矩陣的中心點位置為原點；

所述最優變換矩陣估計模塊用以選取不同深度中的多個特征點、通過最小二乘法擬合出符合當前匹配點的旋轉平移矩陣[R|t]步驟中，目標函數如下：其中，p_i表示變換后的匹配點，p_i'表示變換前的特征點；

所述矩陣優化模塊用以通過重投影誤差迭代優化旋轉變化矩陣、直到重投影誤差值小于閾值ε，公式如下：其中，p_i表示變換后的匹配點，p_i'表示變換前的特征點；ε為設置的迭代結束條件，即當重投影誤差值小于閾值ε時結束迭代。