[发明专利]基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法

权利要求书

1.一种基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：使用同一台摄像机以多个角度和位置拍摄标定图像；

步骤2：用张正友标定法建立摄像机内参数A，式中，s是个标量，表示缩放系数；是3*1的像素坐标值；A是3*3的内参数矩阵；R为3*2的矩阵；t是3*1的平移向量，是3*1的世界坐标值；

步骤3：将云台置于初始状态，包括位置和姿态；

步骤4：拍摄1幅至少包含4个定位点的图像，结合摄像机内参数A，计算得到摄像机外参数[R t]，摄像机外参数包含了摄像机的位置、姿态信息；

步骤5：解析外参数R＝[r1 r2]，其中r1、r2分别是摄像机坐标系u、v轴在世界坐标系中的向量值，r3＝r1×r2是摄像机坐标系n轴；T＝-[r1 r2 r3]^-1t＝-[r1 r2 r3]^Tt是摄像机坐标系原点在世界坐标系中的坐标；

步骤6：如果T向量的前两项分量值Tx，Ty小于给定阈值，则不需要平移；否则沿着x，y方向平移-Tx，-Ty；

步骤7：如果||r1·e1-1||小于给定阈值，则将u轴向x轴靠拢；否则保持u轴不变；如果||r2·e2-1||小于给定阈值，则将v轴向y轴靠拢；否则保持v轴不变；如果||r3·e3-1||小于给定阈值，则将n轴向z轴靠拢；否则保持n轴不变，结束；

所述e1＝(1 0 0)^T是世界坐标系x轴向量值；e2＝(0 1 0)^T是世界坐标系y轴向量值；e3＝(0 0 1)^T是世界坐标系z轴向量值。

2.根据权利要求1所述的基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法，其特征在于：所述步骤1拍摄的标定图像为3～5幅。

3.根据权利要求1所述的基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法，其特征在于：所述步骤4中的摄像机外参数有8个，需要建立8个方程，采用最小二乘法解算线性方程组。

4.根据权利要求1所述的基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法，其特征在于：所述步骤5的[r1 r2 r3]是单位正交阵。

5.根据权利要求1所述的基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法，其特征在于：在使用摄像机拍摄时，被拍摄物体必须用黑白棋盘格图像做校正。