[發明專利]一種自適應的雙目相機標定方法

在審

• 申請號: 202111159656.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113870364A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張晉東;馮天琦
• 申請（專利權）人: 吉林大學重慶研究院
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京君瑯知識產權代理有限公司 16017
• 代理人: 陳建

本發明公開了一種自適應的雙目相機標定方法，對左右相機分別進行單目標定以及對雙目相機進行的立體標定，獲得的結果矩陣分別為：左右相機的內參矩陣cameraMatrixR,cameraMatrixL；左右相機的畸變矩陣distCoeffeL，distCoeffeR；以及雙目相機兩個鏡頭間的旋轉矩陣R和平移矩陣T，最后對標定結果進行存儲。本發明相對于現有的相機標定工具，標定使用者可以自由選擇標定使用的圖片數量以及圖片的大小，并且在輸出標定結果時，可以將左右相機的單獨標定結果以及雙目相機的標定結果進行保存。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種自適應的雙目相機標定方法。

背景技術

在進行圖像測量及計算機視覺的應用中，為了確認空間中的三維點坐標與圖像坐標間的對應關系，以及方便雙目相機所進行的立體成像以及左右相機圖像點的匹配，需要對相機進行標定，即計算像素坐標與實際坐標間進行轉換所需要的參數。通常情況下，對相機進行雙目標定需要首先分別對左右相機進行單目標定，再利用標定參數計算獲得的數據對雙目相機進行標定。但現有的相機標定工具不可選擇標定使用的圖片數量以及圖片的大小，也不可自定義標定結果的保存方式。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種自適應的雙目相機標定方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種自適應的雙目相機標定方法，具體過程為：

S1、確定標定板在橫縱方向上的角點數以及標定板上角點間的間距；確定左相機和右相機拍攝照片的保存路徑；確定左相機和右相機進行標定所使用的圖片數量，并定義標定圖片所使用的圖片大小以及標定結果的保存路徑；使用雙目相機在各個不同角度分別拍攝設定數量的棋盤格圖片，要求圖片中作為標定板的棋盤格為完整棋盤格；將左相機和右相機獲得的棋盤格圖片分別儲存；

S2、角點搜索：

將棋盤格圖片統一調整至設定的分辨率，并轉為灰度圖；利用Harris算法搜索確定棋盤格圖片中的角點位置；利用亞像素精確化方法對獲得的角點位置進行精確化，進而獲得角點的圖像坐標；

S3、對左相機、右相機分別進行單目標定：

利用左相機、右相機拍攝的標定板的圖像的像素坐標，和標定板的世界坐標，求解角點由世界坐標系轉換到像素坐標系的投影矩陣M；設相機的像素標系為以圖像左上角為原點的坐標系Mp(x,y)，世界坐標系為以標定板左上角的角點坐標為原點的坐標系Mw(x,y,z)；因此，由世界坐標系轉換到像素坐標系的過程表示為：

M_p＝MM_w

圖像由世界坐標系轉換為像素坐標系，包括由世界坐標系轉換為相機坐標系Mc、由相機坐標系轉換為圖像坐標系Mxy、由圖像坐標系轉換為像素坐標系Mp三個過程；

(1)由世界坐標系轉換到相機坐標系：

設旋轉矩陣為R，平移矩陣為T；

圖像由世界坐標系轉換到相機坐標系的投影矩陣M₁由R與T組成，即

即圖像由世界坐標系轉換到相機坐標系的過程為M_c＝M₁M_w，M_c表示相機坐標系下的圖像，M_w表示世界坐標系下的圖像；

(2)由相機坐標系轉換到圖像坐標系：

將相機坐標系視為與圖像坐標系在同一平面上，設圖像坐標系下的坐標為M_xy(x，y)，則可表示為：