[发明专利]摄像机标定的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种摄像机标定的方法及装置。

背景技术

在摄像机的立体视觉系统中，为了得到场景物体的深度或视差信息等，需要知道物体某一点在世界坐标系下的坐标和其在成像平面上成像点的坐标之间的投影关系，摄像机标定技术就是为了记录这些信息而出现的。

摄像机标定的目的就是要获得摄像机的内部参数、及外部参数。摄像机内部的几何和光学特性，即为内部参数；摄像机坐标系相对于空间坐标系的位置关系，即为外部参数。

通常摄像机标定的方法可分为三种：传统标定方法、基于主动视觉的标定方法和自标定方法。

传统标定方法：使用经过精密加工的标定块作为参照模板，通过建立标定块上三维坐标已知的点与其图像点间的对应，来计算摄像机的内部参数、及外部参数。

基于主动视觉的标定方法：要控制摄像机做某些特殊运动，如绕广心旋转或纯平移等，利用这种运动的特殊性计算出内部参数。

自标定方法：通常假定在拍摄不同图像时，摄像机的内部参数没有发生变化，且图像点之间的对应关系已经确定，依据多幅图像中成像点间存在的特殊约束关系，通过图像点之间的对应关系对摄像机进行标定。

在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术存在以下问题：

1、使用传统标定方法时，摄像机每次改变角度，或移动位置都需要再次使用标定块进行标定，而长时间将标定块摆放在需拍摄的场景中会带来不协调的感觉，且有些拍摄场景在拍摄时会不允许出现标定块，若摄像机每次改变角度，或移动位置都重新摆放标定块，操作会非常繁琐不方便。

2、使用基于主动视觉的标定方法时，必须控制摄像机做某些特殊运动，但是在很多时候无法得知摄像机的运动状态、或者摄像机的运动是无法控制的，在这些情况下，就不能使用基于主动视觉的标定方法。

3、使用自标定方法时：由于是在假定内部参数没有发生变化，且图像点之间的对应关系已经确定的前提下进行标定，标定精度较差，稳定性不太好，且在内部参数发生变化时不能使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种摄像机标定的方法及装置，该摄像机标定的方法及装置适用于多种场景，操作较简单，且有很高的精度。

为解决上述技术问题，本发明一方面，提供了一种摄像机标定的方法，包括：

根据参考模板获得摄像机的内部参数及外部参数，并记录处于拍摄环境中参考实物的数据；

在需要对所述摄像机进行标定时，从至少两个角度获取所述参考实物的图像，利用所述记录下的所述参考实物的数据获得所述摄像机的内部参数及外部参数，完成对所述摄像机的标定。

另一方面，提供了一种摄像机标定的装置，其特征在于，包括：

初次标定单元，用于根据参考模板获得摄像机的内部参数及外部参数，并记录处于拍摄环境中参考实物的数据；

重标定单元，用于在需要对所述摄像机进行标定时，从至少两个角度获取所述参考实物的图像，利用所述记录下的所述参考实物的数据获得所述摄像机的内部参数及外部参数，完成对所述摄像机的标定。

由以上技术方案可以看出，由于在对摄像机进行标定时，只需要在摄像机第一次拍摄一个全新的环境时使用参考模板进行标定，在初次标定的同时记录下一个参考实物的信息，之后只要该参考实物还位于被拍摄的场景中，摄像机都可以使用该参考实物进行标定，不再需要每次改变摄像机的位置或拍摄角度，都重新拿出参考模板进行标定，操作更加方便，且适用多种场景；在无法得知摄像机的运动状态、或者摄像机的运动是无法控制的情况下也都可以应用；且由于初次标定是使用数据已知、加工精密的参考模板完成的，初次标定时记录的参考实物的数据也是比较准确的，依据该数据进行的标定也具有较高的精度。

附图说明

图1、本发明实施例提供的摄像机标定的方法实施例一流程图；

图2、棋盘格的示意图；

图3、圆内结矩形的示意图；

图4、本发明实施例提供的摄像机标定的方法实施例二流程图；

图5、本发明实施例提供的棋盘格、参考实物与图像平面及摄像机坐标系的关系示意图；

图6、本发明实施例提供的摄像机标定的方法实施例三流程图；

图7、本发明实施例提供的圆内接矩形、图像平面、与摄像机坐标系的关系示意图；

图8、本发明实施例提供的摄像机标定的装置实施例结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种摄像机标定的方法及装置，该摄像机标定的方法及装置适用于多种场景，操作较简单，且有较高的精度。