[發(fā)明專利]沙姆相機的標定方法、標定系統(tǒng)、裝置和電子設(shè)備在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211736037.1 | 申請日： | 2022-12-31 |
| 公開（公告）號： | CN116188594A | 公開（公告）日： | 2023-05-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊軍;丁有爽;邵天蘭 | 申請（專利權(quán)）人： | 梅卡曼德（北京）機器人科技有限公司 |
| 主分類號： | G06T7/80 | 分類號： | G06T7/80 |
| 代理公司： | 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205 | 代理人： | 胡明霞;黃健 |
| 地址： | 100085 北京市海淀區(qū)*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 相機 標定 方法 系統(tǒng) 裝置 電子設(shè)備 | ||
1.一種沙姆相機的標定方法，其特征在于，包括：
獲取標定圖像，所述標定圖像是通過所述沙姆相機在預設(shè)位置處拍攝標定板得到的圖像；
采用有限攝影攝像機模型，根據(jù)所述標定板上標志物的世界坐標和所述標志物在所述標定圖像中的圖像坐標，確定從所述世界坐標轉(zhuǎn)換至所述圖像坐標的投影矩陣；
對所述投影矩陣進行分解，得到所述沙姆相機的內(nèi)參矩陣，像面傾斜的單應性矩陣和外參矩陣，所述投影矩陣為所述沙姆相機的內(nèi)參矩陣，像面傾斜的單應性矩陣和外參矩陣的乘積，所述內(nèi)參矩陣用于表示所述沙姆相機的內(nèi)參數(shù)，所述單應性矩陣用于表示所述沙姆相機的實際相面相對于理想垂直面的旋轉(zhuǎn)，所述外參矩陣用于表示沙姆相機坐標系相對世界坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣，以及沙姆相機坐標系相對世界坐標系的平移向量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標定方法，其特征在于，所述投影矩陣為三行四列矩陣，所述外參矩陣由旋轉(zhuǎn)矩陣以及平移向量組成，所述對所述投影矩陣進行分解包括：
確定所述投影矩陣的其中三列為第一矩陣；
根據(jù)所述第一矩陣，確定所述沙姆相機的內(nèi)參矩陣，像面傾斜的單應性矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣，所述第一矩陣為所述沙姆相機的內(nèi)參矩陣，像面傾斜的單應性矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣的積；
根據(jù)所述投影矩陣和所述沙姆相機中心在世界坐標下的歐式坐標以及對應的齊次坐標之間的變換關(guān)系，確定所述沙姆相機中心在世界坐標系下的歐式坐標，所述投影矩陣和所述齊次坐標的乘積為；
確定所述沙姆相機中心在世界坐標系下的歐式坐標和所述旋轉(zhuǎn)矩陣的乘積的負值為所述平移向量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的標定方法，其特征在于，所述第一矩陣為所述投影矩陣的前三列；所述根據(jù)所述第一矩陣，確定所述沙姆相機的內(nèi)參矩陣，像面傾斜的單應性矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣，包括：
對所述第一矩陣的第三行元素進行歸一化處理得到第二矩陣，所述第一矩陣為所述第二矩陣與歸一化參數(shù)的乘積；
對所述第二矩陣進行分解，得到第一上三角矩陣和第一正交矩陣；
根據(jù)所述第一上三角矩陣，確定第三矩陣，所述第三矩陣為所述第一上三角矩陣、預設(shè)的符號矩陣和一第二正交矩陣的乘積；
根據(jù)所述第三矩陣和所述歸一化參數(shù)，確定所述沙姆相機的內(nèi)參矩陣，像面傾斜的單應性矩陣，其中，所述第三矩陣和所述歸一化參數(shù)的積與所述內(nèi)參矩陣與所述單應性矩陣的積相等；
根據(jù)所述第一正交矩陣，確定旋轉(zhuǎn)矩陣，所述旋轉(zhuǎn)矩陣為所述第一正交矩陣、預設(shè)的符號矩陣的逆矩陣和第二正交矩陣的逆矩陣的乘積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的標定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一上三角矩陣，確定第三矩陣包括：
根據(jù)第二正交矩陣、所述符號矩陣和所述第一上三角矩陣的乘積為所述第三矩陣，確定所述第三矩陣，所述第二正交矩陣的格式為所述第三矩陣的格式為其中，g12等于g21。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的標定方法，其特征在于，所述內(nèi)參矩陣的格式為所述單應性矩陣的格式為其中，f表示所述沙姆相機的主距，cx和cy表示主點在圖像坐標系下的坐標，ρ和τ是使用羅德里格斯形式表示的沙姆相機實際相面相對理想相面的旋轉(zhuǎn)，ρ表示所述沙姆相機的旋轉(zhuǎn)軸相對理想平面的旋轉(zhuǎn)角度，τ表示所述沙姆相機的實際像平面繞旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的標定方法，其特征在于，所述對所述投影矩陣進行分解，得到所述沙姆相機的內(nèi)參矩陣，像面傾斜的單應性矩陣和外參矩陣之后，還包括：
根據(jù)所述標志物的世界坐標，所述內(nèi)參矩陣，所述單應性矩陣和所述外參矩陣，確定所述標志物的圖像坐標的計算值；
采用第一預設(shè)誤差函數(shù)，確定所述圖像坐標和所述計算值的第一誤差值；
在所述第一誤差值大于第一閾值時，根據(jù)所述第一誤差值采用非線性優(yōu)化方法，調(diào)整所述內(nèi)參矩陣，所述單應性矩陣和所述外參矩陣，以使所述第一誤差值小于或等于第一閾值，得到調(diào)整后的內(nèi)參矩陣，單應性矩陣和外參矩陣。
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