[发明专利]一种相机标定方法、装置及设备

说明书

本申请公开了一种相机标定方法，该方法能够基于相机的内外参数构建误差函数，并利用预先选取的特征点对对误差函数的实数参数进行优化，得到最优的实数参数即作为相机标定结果。该标定过程响应于标定指令自动化实现，无需人工调整相机，提升了相机标定效率，而且能够同时标定相机内参和外参，提升了场景适应能力，保证了相机标定结果的准确性。此外，本申请还提供了一种相机标定装置、设备及可读存储介质，其技术效果与上述方法的技术效果相对应。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种相机标定方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

当前的相机标定方法，一般是通过可视化工具，人工手动调整相机的位置、朝向等，观察视频是否与三维场景达到融合效果。这种方法一般准确率低，融合效果不佳；此外，手动调整相机的方式，操作起来非常不便，想要试出相机的准确参数非常困难，导致整个相机标定过程效率低下。

相比于手动调整这种粗略的方法，目前还有一种通过数学工具求相机参数的精细方法，但是这类一般固定相机内参，只能求出相机的外参。在实际应用中，不同摄像头生产厂家生产的摄像头参数不一，所以这种固定内参的标定方法，标定准确率也不高，导致视频与三维场景的融合效果较差。

可见，当前的相机标定方案，要么需要人工手动调整相机，要么无法对内参进行标定，导致标定准确率和标定效率较低，影响了视频与三维场景的融合效果。

发明内容

本申请的目的是提供一种相机标定方法、装置、设备及可读存储介质，用以解决当前的相机标定方案，要么需要人工手动调整相机，要么无法对内参进行标定，导致标定准确率和标定效率较低的问题。

其具体方案如下：

第一方面，本申请提供了一种相机标定方法，包括：

根据标定指令，基于当前相机的朝向参数、上方向参数、位置参数以及焦距参数，根据目标三维点在世界坐标系中的位置坐标，确定所述目标三维点在相机投影平面的位置坐标；

根据所述目标三维点在视频中的位置坐标，构建所述在相机投影平面的位置坐标与所述在视频中的位置坐标之间的误差函数，所述误差函数的实数参数包括所述朝向参数、所述上方向参数、所述位置参数和所述焦距参数；

根据预设数量的特征点对，对所述误差函数的实数参数进行优化，直到所述特征点对对应的误差值最小，得到最优的实数参数，以作为相机内外参数，其中，所述特征点对包括三维场景中的三维点以及视频中与所述三维点唯一对应的二维点；

根据所述相机内外参数，对所述当前相机进行标定。

优选的，所述基于当前相机的朝向参数、上方向参数、位置参数以及焦距参数，根据目标三维点在世界坐标系中的位置坐标，确定所述目标三维点在相机投影平面的位置坐标，包括：

根据当前相机的朝向参数和上方向参数，确定相机坐标系，并确定世界坐标系到所述相机坐标系的变换矩阵；

根据所述当前相机的位置参数、所述变换矩阵以及目标三维点在世界坐标系中的位置坐标，确定所述目标三维点在相机坐标系的位置坐标；

根据所述当前相机的焦距参数，确定所述目标三维点在相机投影平面的位置坐标。

优选的，在所述根据预设数量的特征点对，对所述误差函数的实数参数进行优化，直到所述特征点对对应的误差值最小，得到最优的实数参数之前，还包括：

选取不在同一平面的预设数量的特征点对，所述预设数量大于等于4。

优选的，在所述根据预设数量的特征点对，对所述误差函数的实数参数进行优化，直到所述特征点对对应的误差值最小，得到最优的实数参数之前，还包括：

确定所述预设数量的特征点对中三维点的中心点；