[发明专利]一种3D相机群的外参标定方法

说明书

本发明公开了一种3D相机群的外参标定方法，其可以解决现有相机标定技术中操作不方便、精度低、鲁棒性差等问题，包括如下步骤：S1、3D相机群内参的标定；S2、相机对的外参标定；S3、利用行人检测校准相机群外参。本发明操作简单、精度高、鲁棒性好，与现有技术相对比其优势较为明显，适合市场推广。

技术领域

本发明涉及一种相机标定技术，特别是涉及一种3D相机群的外参标定方法。

背景技术

相机标定是机器视觉检测、摄影几何测量等中最为关键的部分，相机标定的目的是通过从相机获取的二维图像信息出发，计算出物体的三维位置、形状等几何信息。从而获取二维图像上的点与空间物体表面点的相对应关系。这种关系是由相机成像的几何模型决定的，这些模型的参数称为相机参数，主要包括内部参数和外部参数。相机标定就是计算这些参数的过程。

目前在计算机视觉和摄影测量领域常用的相机标定方法有：Tsai两步法标定法、张正友平面标定法、基于交比不变性的相机标定方法、基于非测量镜头畸变矫正的标定方法。这些标定方法中有的是基于特定的实验条件如形状、尺寸已知的标定参照物求取相机模型的参数，有不依赖于标定参照物，仅利用相机在运动过程中周围环境的图像与图像之间的对应关系对相机进行标定。但传统的相机标定方法往往存在标定过程繁琐、参数耦合、实时性较差、标定精度有限、仅适用于背景比较简单的场景。

针对目前相机标定方法存在的精度低、实时性较差、标定过程繁琐、鲁棒性差等问题，本发明提出一种3D相机群的外参标定方法，其可以有效的改善相机标定的结果。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种3D相机群的外参标定方法，其可以解决现有相机标定技术中操作不方便、精度低、鲁棒性差等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种3D相机群的外参标定方法，包括如下步骤：

S1、3D相机群内参的标定；

S2、相机对的外参标定；

S3、利用行人检测校准相机群外参。

作为本发明的进一步改进，S1、3D相机群内参的标定：包括如下步骤：

标定相机的内参数矩阵，内参数矩阵的参数主要包括：相机焦距、光学中心和镜头畸变系数；

准备标定图片，打印一张棋盘格，并将其贴在平板上，确保板面是平坦的，不然会影响后续的校准；

对于相机群中的每一个相机从不同角度、不同位置拍摄标定图片，并从每幅图像中取十个特征点来进行相机的标定；

把被取的十个点的世界坐标(齐次坐标)进行转置，把多个角度拍摄的图片的单应性矩阵求解并优化，进而得到相机的内参矩阵。

作为本发明的进一步改进，S2、相机对的外参标定，包括如下步骤：

与内参标定不同，外参标定一次涉及所有的相机，首先是让标定板在相机视野内以一定速度移动，利用深度相机获取标定图像，之后对相机和标定板的姿态进行全局优化；

将相机摆放在标定板的周围，相邻的两台相机构成一个相机对；

由于标定板不能同时被多台相机完整的拍摄到，假定同一时刻标定板只能被相邻的2个相机的视野同时完整的覆盖；

当相机和PC机被设置好，在相机视野内移动标定板，并拍摄多幅图像；

根据两台摄像头获取的图像，实时的估计两相机之间的相对位姿，并画出其参考坐标轴；

每一次标定板进入新的相机视野时，同时另一台相机已经被校正过，新相机的姿态会被估计并且添加到可视化的进程中；