[發明專利]一種基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法

有效

• 申請號: 202110129321.1
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112862897B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 李中偉;鐘凱;王沛
• 申請（專利權）人: 武漢惟景三維科技有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

1.一種基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法，其特征在于：包括以下步驟；

S1，獲取相位移編碼圓圖案，并采集該相位移編碼圓圖案對應的圖像，根據該圖像獲取亞像素坐標；

S2，根據該亞像素坐標計算單目相機的初始參數，根據該初始參數構建單目相機逆向投影誤差最小的單目目標函數，并根據該目標函數計算單目相機的內部參數；

S3，根據該內部參數構建雙目系統逆向投影誤差最小的雙目目標函數，并根據該雙目目標函數計算相機的系統參數。

2.如權利要求1所述的基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法，其特征在于：步驟S1中，獲取相位移編碼圓圖案，并采集該相位移編碼圓圖案對應的圖像，根據該圖像獲取亞像素坐標，還包括以下步驟，獲取相位移編碼圓圖案以及相機的狀態，當該相機狀態處于離焦狀態時，通過該相機采集該相位移編碼圓圖案對應的圖像，并通過相位計算和橢圓擬合從該圖像中獲取特征點精確的亞像素坐標。

3.如權利要求2所述的基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法，其特征在于：通過該相機采集該相位移編碼圓圖案對應的圖像，并通過相位計算和橢圓擬合從該圖像中獲取特征點精確的亞像素坐標，還包括以下步驟，通過該相機采集該相位移編碼圓圖案對應的圖像，并橢圓擬合從該圖像中獲取圓心像素，通過線性插值從該圓心像素中獲取對應圓心的亞像素坐標作為特征點精確的亞像素坐標。

4.如權利要求3所述的基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法，其特征在于：步驟S2中，根據該亞像素坐標計算單目相機的初始參數，根據該初始參數構建單目相機逆向投影誤差最小的單目目標函數，并根據該目標函數計算單目相機的內部參數，還包括以下步驟，獲取已知標靶空間位置信息，通過該已知標靶空間位置信息根據亞像素坐標計算雙目系統中各單目相機的內部參數作為初始參數，根據該初始參數構建各單目相機逆向投影誤差最小的單目目標函數，并根據該單目目標函數計算對應相機的內部參數作為中間內部參數。

5.如權利要求4所述的基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法，其特征在于：還包括以下步驟，所述逆向投影誤差最小的單目目標函數為：

其中，m_i為圖像觀測到的圖像二維點；g為投影方程；A為內參矩陣，其初值使用的是相機硬件制造廠商提供的參數；K為畸變參數；R,t為每個相機與標靶之間的外部參數，其初值可以通過n點透視算法較為準確的得到；M_i為特征點的空間三維坐標；err為其重投影誤差。

6.如權利要求4所述的基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法，其特征在于：步驟S3中，根據該內部參數構建雙目系統逆向投影誤差最小的雙目目標函數，并根據該雙目目標函數計算相機的系統參數，還包括以下步驟，將雙目系統中的兩個相機分為左右相機，根據左右相機的中間內部參數計算該左右相機的外部參數，并將左相機坐標系作為世界坐標系，并根據左右相機的外部參數以及雙目系統的逆向投影誤差作為誤差模型建立目標函數作為雙目目標函數，并根據該雙目目標函數計算相機的系統參數，所述系統參數包括：內部參數、鏡頭畸變系數和外部參數。

7.如權利要求6所述的基于相位移編碼圓的相機離焦狀態下的快速標定方法，其特征在于：還包括以下步驟，所述誤差模型目標函數為：

其中，為左相機觀測到的圖像點，為右相機觀測到的圖像點；g₁和g₂分別為左相機和右相機的投影方程；A₁,K₁和A₂,K₂分別為左相機和右相機的內部參數；R,t為右相機到左相機的位姿；M_i為空間點三維坐標并在優化的過程中保持不變。