[發明專利]一種基于圓點圖的攝像機標定方法

在審

• 申請號: 202110276216.0
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN112991462A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 張甘露;吳傳昊;業誠珺;張雅欣;徐永安
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/60;G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 沈良菊;趙荔

本發明公開了攝像機標定技術鄰域內的一種基于圓點圖的攝像機標定方法，包括以下步驟：（1）制作標定模板；（2）攝像機在工作距離拍攝標定模板，使用圖像編輯軟件去除標定模板外的場景；（3）加載預處理后的標定圖，對標定圖進行3*3鄰域平均；（4）將圖像二值化處理；（5）提取圓點中心，計算每個圓點的圓心坐標；（6）計算行直線的斜率、行坐標差值、列坐標差值，自動搜索屬于同一行圓點的圓心，并分別擬合行直線；（7）計算列直線的斜率、行坐標差值、列坐標差值，自動搜索屬于同一列圓點的圓心，并分別擬合列直線；（8）給行直線和列直線分別進行排序，對排序后的行直線和列直線依次計算交點；本發明制作容易。

技術鄰域

本發明屬于攝像機標定技術鄰域，特別涉及一種基于圓點圖的攝像機標定方法。

背景技術

攝像機標定是計算機視覺測量的關鍵，其作用是建立像空間和物空間之間的對應關系，視覺測量就是依據像空間與物空間對應關系計算被測量對象的幾何坐標。

攝像機標定已有很多成熟的算法，這些算法都需要一個標定物，標定算法依據標定物的特征計算物空間與圖像空間的對應關系。現有技術中，采用鋸齒形標定物，激光線投影在鋸齒形標定物上，鋸齒棱邊的交點提供了樣點，計算出物空間樣點及其對應像點的對應關系就完成標定，標定時，攝像機或標定物必須放在一個數控移動平臺上，制備困難，成本高。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術中的不足之處，提供一種基于圓點圖的攝像機標定方法，解決了現有技術中制備困難的技術難題，本發明使用方便，制作容易，成本低。

本發明的目的是這樣實現的：一種基于圓點圖的攝像機標定方法，包括以下步驟：

(1)制作標定模板，模板上有隨機設置的若干圓點，模板上有標識行、列的三個大圓點，三個大圓點分別為最大圓、第二大圓和第三大圓，以最大圓的圓心；

(2)攝像機在工作距離拍攝標定模板，使用圖像編輯軟件去除標定模板外的場景；

(3)加載預處理后的標定圖，對標定圖進行3×3鄰域平均，初始設置圓點亮度值為f0，去除亮度值低于f0的圓點像素；

(4)將圖像二值化處理；

(5)提取圓點中心，計算每個圓點的圓心坐標，得到圓心點集，記錄三個大圓點圓心在點集中的序號；

(6)根據最大圓圓心和第二大圓圓心計算行直線的斜率、行坐標差值、列坐標差值，分別為K_R、ΔX_R、ΔY_R，自動搜索屬于同一行圓點的圓心，并分別擬合行直線；

(7)根據最大圓圓心和第三大圓圓心的圓心計算列直線的斜率、行坐標差值、列坐標差值，分別為K_C、ΔX_C、ΔY_C，自動搜索屬于同一列圓點的圓心，并分別擬合列直線；

(8)給行直線和列直線分別進行排序，對排序后的行直線和列直線依次計算交點；

(9)以最大圓的圓心為依據，自動識別各個像點對應的物空間點，建立圖像坐標系到物空間坐標系的對應關系。

作為本發明的進一步改進，所述步驟(4)中，具體處理步驟為，

遍歷圓點圖中所有像素，像素亮度低于f0的屬于圓點，其顏色設為RGB(0,0,0)，其它像素顏色設為RGB(255,255,255)。

為了進一步實現對各個圓點的圓心提取，所述步驟(5)中，提取圓心的步驟具體為，

(501)給各個像素點設置初始搜索標記flag1＝0；

(502)圖像按行搜索亮度值為0的像素，令j＝0，k＝0，N＝0；