[发明专利]基于运动方靶标定物的工业定焦相机参数标定方法

权利要求书

1.一种基于运动方靶标定物的工业定焦相机参数标定方法，其特征在于，该方法通过方靶标定物进行相机参数标定，且方靶标定物上设有四个靶标点，四个靶标点的几何中心构成正方形，该方法具体包括以下步骤：

1)根据针孔模型等效光路图建立相机坐标系和成像平面坐标系；

2)相机采集靶标平移前后的图像，获得各图像中四个靶标点在成像平面的像素坐标，并记录靶标的平移距离；

3)根据步骤2)的像素坐标及平移距离迭代计算相机参数id；

4)根据相机参数id计算相机的外部参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于运动方靶标定物的工业定焦相机参数标定方法，其特征在于，所述的步骤1)具体为：

根据针孔模型的等效光路图，成像平面坐标系的坐标原点O是成像面的几何中心，X轴与成像面长边方向平行，Y轴与成像面短边方向平行；

相机坐标系的原点为针孔模型的投射投影原点O，X轴、Y轴分别与成像平面坐标系的方向平行，从投射投影中心到成像平面中心的方向为Z轴。

3.根据权利要求1所述的一种基于运动方靶标定物的工业定焦相机参数标定方法，其特征在于，步骤2)中所述的相机采集靶标平移前后的图像具体为：

21)相机采集A位置处方靶标定物的图像，并获得四个靶标点在成像平面中的坐标值，记为a_i(x，y)，i＝0，1，2，3；

22)平移方靶标定物至B位置，记录平移距离T；

23)相机采集B位置处方靶标定物的图像，并获得四个靶标点在成像平面中的坐标值，记为b_i(x，y)，i＝0，1，2，3。

4.根据权利要求3所述的一种基于运动方靶标定物的工业定焦相机参数标定方法，其特征在于，步骤3)中所述的迭代计算相机参数id具体为：

31)设定id的初始值、增量δ及范围[m，n]；

32)在成像平面坐标系中，根据id的值分别对a_i(x，y)和b_i(x，y)进行坐标调整：

321)固定a_i(x，y)的对角线中心，在Oa_i(x，y)射线上调整a_i(x，y)的空间坐标位置，直至四个点构成一个正方形，调整后的四个点的坐标记为a_i′(x，y)，调整时满足：在同一个对角线上的两个点始终在同一条直线上，四个点始终在同一个平面上；

根据投射投影原理的相似比关系，计算出方靶上四个点在相机坐标系中的空间坐标位置A_i(x，y，z)；

322)对b_i(x，y)进行如步骤311)所述的坐标调整，调整后四个点的坐标记为b_i′(x，y)，根据投射投影原理的相似比关系，计算出方靶上四个点在相机坐标系中的空间坐标位置B_i(x，y，z)；

323)计算A_iB_i的模；

33)判断A_iB_i的模是否满足以下关系式：

|AiBi‾|=T]]>

若是，则执行步骤4)，若否，则判断是否大于0，若是，则执行步骤34)，若否，则执行步骤35)；

34)id＝id-δ，若id超出范围[m，n]，则返回步骤31)，否则返回步骤32)；

35)id＝id+δ，若id超出范围[m，n]，则返回步骤31)，否则返回步骤32)。

5.根据权利要求1所述的一种基于运动方靶标定物的工业定焦相机参数标定方法，其特征在于，所述的相机的外部参数包括平移向量和旋转矩阵。