[发明专利]相机参数标定方法、系统和设备

权利要求书

1.一种相机参数标定方法，其特征在于，所述相机参数标定方法包括如下步骤：

使相机分别在多个距离下正对参考白板拍摄，以获得多组像素参数；

根据各个所述距离和对应的像素参数构建内参关系式；

根据所述内参关系式计算相机的内参。

2.根据权利要求1所述的相机参数标定方法，其特征在于，所述内参关系式包括：

式中，Z_k表示所拍摄的像素参数中第k个像素点至参考白板的距离，D_k表示所拍摄的像素参数中第k个像素点采集的距离值，(i,j)表示像素点在像平面中的坐标，cx表示x方向的像主点坐标，cy表示y方向的像主点坐标，f_x表示第一相机焦距，f_y表示第二相机焦距。

3.根据权利要求1所述的相机参数标定方法，其特征在于，所述参考白板包括白墙或者漫反射白板。

4.根据权利要求1所述的相机参数标定方法，其特征在于，所述相机参数标定方法还包括如下步骤：

获取所述相机面对标定板上的多个圆采集的多组圆心坐标；

分别根据各组圆心坐标构建对应关系方程和误差方程，根据所述对应关系方程和所述误差方程求解相机的畸变系数及外参数据。

5.根据权利要求4所述的相机参数标定方法，其特征在于，所述获取相机面对标定板上的多个圆采集的多组圆心坐标，包括：

获取相机面对标定板上的多个圆采集的灰度图像；

对各个所述灰度图像进行二值化，并分别提取二值化所得图像的圆形标志点轮廓；

将各个圆形标志点轮廓进行最小二乘椭圆拟合，获取各组所述圆心坐标。

6.根据权利要求4所述的相机参数标定方法，其特征在于，所述分别根据各组圆心坐标构建对应关系方程和误差方程，根据所述对应关系方程和所述误差方程求解相机的畸变系数及外参数据，包括：

根据各组圆心坐标构建不考虑畸变系数的初始对应关系方程，根据所述初始对应关系方程计算所述相机与所述标定板之间的旋转矩阵初值和平移矩阵初值；

分别根据各组圆心坐标构建考虑畸变系数的畸变对应关系方程和误差方程；

基于所述旋转矩阵初值和所述平移矩阵初值，采用LM法对所述畸变对应关系方程和所述误差方程进行迭代求解，以得到所述相机的畸变系数及外参数据。

7.根据权利要求6所述的相机参数标定方法，其特征在于，所述畸变对应关系方程包括：

x_d＝x(1+k1*r+k2*r²)，

y_d＝y(1+k1*r+k2*r²)，

u_d＝f_x*x_d+cx，

v_d＝f_y*y_d+cy，

其中，(x,y)表示将标定板上的坐标转换至相机坐标系得到的坐标参数，并进行归一化处理后的点，(x_d,y_d)表示对(x,y)施加畸变后的点，r₀、r₁、r₂、r₂、r₂、r₂、r₆、r₇和r₈分别是旋转矩阵R中的元素，X₀、Y₀和Z₀分别是平移矩阵T中的元素，r＝x²+y²，(X_W,Y_W,Z_w)表示标定板所在坐标系的原点坐标，k1表示第一畸变系数，k2表示第二畸变系数，fx表示第一相机焦距，fy表示第二相机焦距，(u_d,v_d)表示将对应圆进行最小二乘椭圆拟合获取的圆心坐标，cx表示x方向的像主点坐标，cy表示y方向的像主点坐标。