[發(fā)明專利]一種相機(jī)標(biāo)定板、相機(jī)標(biāo)定方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110583467.3
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN113298880B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯路平;聶丹;李學(xué)川;黃海鵬;劉凱;張佩;王強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢天遠(yuǎn)視科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06T7/73;G06T7/136
• 代理公司: 成都弘毅天承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 崔翠翠

本發(fā)明公開了一種相機(jī)標(biāo)定板、相機(jī)標(biāo)定方法及裝置，屬于攝像測量與計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域。本發(fā)明的標(biāo)定板包括相機(jī)標(biāo)定板上設(shè)置的45個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)，45圓形標(biāo)志點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)四邊形的四條外輪廓線和兩條對角線，四條外輪廓線和兩條對角線上均包含9個(gè)等距的中心對稱的標(biāo)志點(diǎn)。本發(fā)明的相機(jī)標(biāo)定方法包括：將標(biāo)定圖案置于平面物體上，從多個(gè)角度拍攝標(biāo)定圖案，且拍攝時(shí)使45個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)都處于成像范圍內(nèi)；全自動(dòng)提取標(biāo)定圖案中各個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)所在的位置；確定各個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)的順序編號(hào)；得到各個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)和編號(hào)后，使用相機(jī)標(biāo)定方法對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。本發(fā)明能夠更加簡單的實(shí)現(xiàn)相機(jī)標(biāo)定中建立像方坐標(biāo)和物方坐標(biāo)的一一對應(yīng)關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于攝像測量與計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，具體涉及一種相機(jī)標(biāo)定板、相機(jī)標(biāo)定方法及裝置。

背景技術(shù)

在攝影測量與計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，通過相機(jī)對感興趣的目標(biāo)進(jìn)行拍攝，然后利用拍攝的相片獲取該目標(biāo)的三維模型，或該目標(biāo)的絕對大小和形狀即可用于量測目的，是非常重要的一項(xiàng)任務(wù)。為了完成這項(xiàng)任務(wù)，相機(jī)標(biāo)定是首先要進(jìn)行的一個(gè)步驟。相機(jī)標(biāo)定的目的，對于單目鏡頭來說，是要得到鏡頭的內(nèi)參數(shù)，包括像主點(diǎn)坐標(biāo)，焦距和鏡頭畸變參數(shù)；對于雙目鏡頭或多目鏡頭來說，除了要得到每個(gè)鏡頭的內(nèi)參數(shù)以外，還要得到各個(gè)鏡頭之間的相對位置關(guān)系。

相機(jī)標(biāo)定的方法大致可以分為兩類：使用物方控制信息的標(biāo)定方法和不使用物方控制信息的標(biāo)定方法(也稱為自標(biāo)定方法)。從現(xiàn)有技術(shù)水平來講，自標(biāo)定方法非常方便靈活，但精度和可靠性通常還不能滿足實(shí)際應(yīng)用要求。使用物方控制信息的標(biāo)定方法還是目前普遍采用的一種方法。物方控制信息包括三維檢校場，平面標(biāo)定板等一些標(biāo)定裝置。相機(jī)標(biāo)定的主要過程包括：1)建立像方坐標(biāo)和物方坐標(biāo)的一一對應(yīng)關(guān)系；2)根據(jù)相機(jī)的成像原理和成像模型，利用前一步驟中像方坐標(biāo)和物方坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，解算所需的參數(shù)。其中，第二個(gè)步驟通常都是自動(dòng)化的，而第一個(gè)步驟需要建立像方和物方的對應(yīng)關(guān)系，是決定能否實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化相機(jī)標(biāo)定的關(guān)鍵內(nèi)容。本專利提出的方案，能夠以一種比較簡單的方法實(shí)現(xiàn)這一功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種相機(jī)標(biāo)定板、相機(jī)標(biāo)定方法及裝置，能夠更加簡單的實(shí)現(xiàn)相機(jī)標(biāo)定中建立像方坐標(biāo)和物方坐標(biāo)的一一對應(yīng)關(guān)系。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種相機(jī)標(biāo)定板，所述相機(jī)標(biāo)定板上設(shè)置有45個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)，所述45圓形標(biāo)志點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)四邊形的四條外輪廓線和兩條對角線，所述四條外輪廓線和兩條對角線上均包含9個(gè)等距的中心對稱的標(biāo)志點(diǎn)。

優(yōu)選的是，所述四邊形是正方形或長方形。

優(yōu)選的是，所述圓形標(biāo)志點(diǎn)為白色，所述圓形標(biāo)志點(diǎn)的背景為黑色。

優(yōu)選的是，所述黑色背景的四周圍繞一圈白色背景。

本發(fā)明還提供了一種相機(jī)標(biāo)定方法，應(yīng)用于上述所述的一種相機(jī)標(biāo)定板，其方法包括如下步驟：

步驟1：將標(biāo)定圖案置于平面物體上，從多個(gè)角度拍攝標(biāo)定圖案，至少包括3個(gè)角度以上進(jìn)行拍攝，且拍攝時(shí)使45個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)都處于成像范圍內(nèi)；

步驟2：全自動(dòng)提取標(biāo)定圖案中各個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)所在的位置；

步驟3：確定各個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)的順序編號(hào)；

步驟4：得到各個(gè)圓形標(biāo)志點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)和編號(hào)后，使用相機(jī)標(biāo)定方法對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。

進(jìn)一步，所述步驟2中標(biāo)定圖案的全自動(dòng)提取方法包括如下步驟：

步驟21：利用Otsu閾值分割方法，確定出2個(gè)灰度閾值T1和T2，使標(biāo)定圖案按灰度大小分為3個(gè)層次，并將灰度大于T2的像素的灰度置為255，其它所有像素的灰度置為0，以實(shí)現(xiàn)標(biāo)定圖案的二值化；

步驟22：尋找離標(biāo)定圖案中心點(diǎn)最近的一個(gè)灰度為0的像素點(diǎn)；