[发明专利]用低精度二维平面靶标实现高精度相机标定的方法

摘要

本发明涉及相机标定技术，本发明公开了一种用低精度二维平面靶标实现高精度相机标定的方法，其具体包括：步骤一：通过光束法平差优化相机内外参数、镜头畸变系数以及控制点在世界坐标系下的坐标；在参数优化过程中，将控制点的物点坐标一起优化；步骤二：在平差结束后，用标定板表面两段真实的距离与其平差后的距离计算比例因子，用此比例因子乘以平差后的平移向量作为平移向量参数的最终值，从而完成标定。将控制点的物点坐标一起优化，用两段控制点真实距离计算控制点真实坐标与计算坐标之间的比例因子，消除控制点坐标与相机外参数中平移向量计算值与真实值之间的尺度，从而提高相机外参数中平移向量的标定精度。

主权项

1.一种用低精度二维平面靶标实现高精度相机标定的方法，其具体包括：步骤一：通过光束法平差优化相机内外参数、镜头畸变系数以及控制点在世界坐标系下的坐标，其中：相机内外参数、镜头畸变系数的初始值由平板标定算法计算，控制点在世界坐标系下的坐标初始值从制作的标定板上读取；在参数优化过程中，将控制点的物点坐标一起优化；步骤二：在平差结束后，测量标定板的两对最长对角线，用这两段真实的距离与其平差后的距离计算比例因子，用此比例因子乘以平差后的平移向量作为平移向量参数的最终值，从而完成标定；所述标定板上共有l个圆形控制点，控制点为每个圆的圆心；以标定板中心为原点，水平向右为X轴，水平向下为Y轴，垂直标定板平面为Z轴；每个控制点在世界坐标系下的坐标初始值为(Xwi,Ywi,Zwi)，i＝1,2，…，l，l>8，其中，Zwi都初始化为0，四个端点的编号分别为a1,a2,a3,a4，其中a1,a2的距离为d1，a3,a4的距离为d2；还包括从不同的角度和方位，采集N幅标定板图像，对每一幅图像，提取每个控制点在像平面上的坐标，记为(ui,vi)，i＝1...l；所述提取控制点的步骤如下：1)采用canny边缘检测技术对图像I进行处理，得到检测结果I1；2)对I1中的每个区域进行像素标记，像素标记后的图像记为I2，标记个数记为num；3)从第j，j＝1，个标记开始循环直至j＝num，计算第j个区域的面积Sj，第j个区域的周长Lj，计算第j个区域的圆形度；如果圆形度ej∈[0.8，1.2]且Lj>t，t为经验，则转入4)，j＝j+1，反之执行循环的下一步j＝j+1；4)计算圆心的坐标。