[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)的雙目相機(jī)標(biāo)定方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111159656.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN113870364A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晉東;馮天琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)重慶研究院
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80
• 代理公司: 北京君瑯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16017
• 代理人: 陳建

本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)的雙目相機(jī)標(biāo)定方法，對(duì)左右相機(jī)分別進(jìn)行單目標(biāo)定以及對(duì)雙目相機(jī)進(jìn)行的立體標(biāo)定，獲得的結(jié)果矩陣分別為：左右相機(jī)的內(nèi)參矩陣cameraMatrixR,cameraMatrixL；左右相機(jī)的畸變矩陣distCoeffeL，distCoeffeR；以及雙目相機(jī)兩個(gè)鏡頭間的旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移矩陣T，最后對(duì)標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有的相機(jī)標(biāo)定工具，標(biāo)定使用者可以自由選擇標(biāo)定使用的圖片數(shù)量以及圖片的大小，并且在輸出標(biāo)定結(jié)果時(shí)，可以將左右相機(jī)的單獨(dú)標(biāo)定結(jié)果以及雙目相機(jī)的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行保存。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)的雙目相機(jī)標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

在進(jìn)行圖像測(cè)量及計(jì)算機(jī)視覺的應(yīng)用中，為了確認(rèn)空間中的三維點(diǎn)坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及方便雙目相機(jī)所進(jìn)行的立體成像以及左右相機(jī)圖像點(diǎn)的匹配，需要對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，即計(jì)算像素坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換所需要的參數(shù)。通常情況下，對(duì)相機(jī)進(jìn)行雙目標(biāo)定需要首先分別對(duì)左右相機(jī)進(jìn)行單目標(biāo)定，再利用標(biāo)定參數(shù)計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)對(duì)雙目相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。但現(xiàn)有的相機(jī)標(biāo)定工具不可選擇標(biāo)定使用的圖片數(shù)量以及圖片的大小，也不可自定義標(biāo)定結(jié)果的保存方式。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種自適應(yīng)的雙目相機(jī)標(biāo)定方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種自適應(yīng)的雙目相機(jī)標(biāo)定方法，具體過程為：

S1、確定標(biāo)定板在橫縱方向上的角點(diǎn)數(shù)以及標(biāo)定板上角點(diǎn)間的間距；確定左相機(jī)和右相機(jī)拍攝照片的保存路徑；確定左相機(jī)和右相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定所使用的圖片數(shù)量，并定義標(biāo)定圖片所使用的圖片大小以及標(biāo)定結(jié)果的保存路徑；使用雙目相機(jī)在各個(gè)不同角度分別拍攝設(shè)定數(shù)量的棋盤格圖片，要求圖片中作為標(biāo)定板的棋盤格為完整棋盤格；將左相機(jī)和右相機(jī)獲得的棋盤格圖片分別儲(chǔ)存；

S2、角點(diǎn)搜索：

將棋盤格圖片統(tǒng)一調(diào)整至設(shè)定的分辨率，并轉(zhuǎn)為灰度圖；利用Harris算法搜索確定棋盤格圖片中的角點(diǎn)位置；利用亞像素精確化方法對(duì)獲得的角點(diǎn)位置進(jìn)行精確化，進(jìn)而獲得角點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；

S3、對(duì)左相機(jī)、右相機(jī)分別進(jìn)行單目標(biāo)定：

利用左相機(jī)、右相機(jī)拍攝的標(biāo)定板的圖像的像素坐標(biāo)，和標(biāo)定板的世界坐標(biāo)，求解角點(diǎn)由世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到像素坐標(biāo)系的投影矩陣M；設(shè)相機(jī)的像素標(biāo)系為以圖像左上角為原點(diǎn)的坐標(biāo)系Mp(x,y)，世界坐標(biāo)系為以標(biāo)定板左上角的角點(diǎn)坐標(biāo)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系Mw(x,y,z)；因此，由世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到像素坐標(biāo)系的過程表示為：

M_p＝MM_w

圖像由世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)系，包括由世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系Mc、由相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)系Mxy、由圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)系Mp三個(gè)過程；

(1)由世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系：

設(shè)旋轉(zhuǎn)矩陣為R，平移矩陣為T；

圖像由世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系的投影矩陣M₁由R與T組成，即

即圖像由世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系的過程為M_c＝M₁M_w，M_c表示相機(jī)坐標(biāo)系下的圖像，M_w表示世界坐標(biāo)系下的圖像；

(2)由相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系：

將相機(jī)坐標(biāo)系視為與圖像坐標(biāo)系在同一平面上，設(shè)圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為M_xy(x，y)，則可表示為：