[发明专利]双目相机立体校正方法、系统及装置

说明书

本发明提供了一种双目相机立体校正方法、系统及装置，所述双目相机立体校正方法包括以下步骤：S1、对双目相机的左摄像机及右摄像机分别进行标定，并输出所述左摄像机及所述右摄像机的内外参数；S2、利用所述左摄像机及所述右摄像机同步采集左图像及右图像；S3、根据所述左摄像机及所述右摄像机的内外参数对所述左图像及所述右图像进行虚平行视面立体校正，以将所述左图像及所述右图像校正成行对齐，S4、利用所述虚平行视面立体校正的结果计算图像坐标映射矩阵生成左校正图像和右校正图像。本发明提供的双目相机立体校正方法、系统及装置能够在实现左右图像行对齐时的同时保留更多左右图像的原始像素信息。

技术领域

本发明涉及相机标定技术领域，尤其涉及一种双目相机立体校正方法、系统及装置。

背景技术

随着计算机视觉技术的发展，立体视觉传感器开始广泛应用于机器人导航、工业测量、虚拟现实等领域。双目相机作为常见的立体视觉传感器，通过左右图像立体匹配可以实现深度计算和三维重建。双目相机左右图像的极线约束，能够将立体匹配算法从2D转换到1D上，加快了左右图像的三维重建。立体校正通过左右图像变换，实现了行对齐，只需要在同一行进行立体匹配，加速匹配算法的同时，避免了极线约束计算带来的误差。因此，双目图像立体匹配之前通常需要进行立体校正，实现行对齐。

目前主流的立体校正方法是Bouguet算法。Bouguet算法通过将双目相机的摄像机坐标系经过两次旋转变换为平行式双目模型，实现行对齐。但是，Bouguet算法在立体校正过程中，图像平面和光轴保持刚体结构，相对关系保持不变，光轴和图像的绝对位置发生变化。当旋转角度较大时，左右摄像机的图像视野发生较大变化，导致丢失较多的像素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双目相机立体校正方法、系统及装置，能够在实现左右图像行对齐时的同时保留更多左右图像的原始像素信息。

为了达到上述目的，作为本发明的第一个方面，提供了一种双目相机立体校正方法，包括以下步骤：

S1、对双目相机的左摄像机及右摄像机分别进行标定，并输出所述左摄像机及所述右摄像机的内外参数；

S2、利用所述左摄像机及所述右摄像机同步采集左图像及右图像；

S3、根据所述左摄像机及所述右摄像机的内外参数对所述左图像及所述右图像进行虚平行视面立体校正，以将所述左图像及所述右图像校正成行对齐，具体如下：

S31、使所述左图像绕自身的左图像坐标系的图像中心以及使所述右图像绕自身的右图像坐标系的图像中心旋转，以使所述左图像坐标系与所述右图像坐标系平行；

S32、使所述左图像绕所述左图像坐标系的图像中心以及所述右图像绕所述右图像坐标系的图像中心旋转，以使所述左图像坐标系的X轴及所述右图像坐标系的X轴与所述双目相机的基线平行；

S33、使所述左图像沿所述左图像坐标系的Y轴以及所述右图像沿所述右图像坐标系的Y轴平移，以使所述左图像坐标系与所述右图像坐标系的XZ平面共面；

S34、使所述左图像沿左光轴投影方向平移以及使所述右图像沿右光轴投影方向平移，以使所述左图像坐标系与所述右图像坐标系的XY平面共面，所述左光轴投影方向为所述左摄像机的光轴在所述左图像坐标系的XZ平面上的投影，所述右光轴投影方向为所述右摄像机的光轴在所述右图像坐标系的XZ平面上的投影；

S4、利用所述虚平行视面立体校正的结果计算图像坐标映射矩阵生成左校正图像和右校正图像，具体如下：

S41、根据所述虚平行视面立体校正的结果计算图像坐标映射矩阵；

S42、利用所述图像坐标映射矩阵将所述左图像的坐标及所述右图像的坐标变换为对应的左校正图像坐标和右校正图像坐标；