[发明专利]一种远心相机标定方法

摘要

本发明属于光学测量技术领域，并公开了一种远心相机标定方法，包括如下步骤(1)在远心相机的投影系统中建立世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系；(2)提取远心相机所拍摄的标定板图像中的特征点，求解内参数；(3)获取标定点的实际图像坐标系坐标与考虑远心相机畸变时标定点在世界坐标系中的坐标投影到图像坐标系中的坐标的差值，采用列文伯格‑马夸尔特算法对所述差值求最小值，并获得在所述最小值下的远心相机畸变系数。本发明提供的这种远心相机标定方法能够精确的获得远心相机的内参数和外参数，提高远心相机的标定精度。

主权项

一种远心相机标定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在远心相机的投影系统中建立世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系；根据所述相机坐标系与图像坐标系的位置关系获得相机坐标系到图像坐标系的转换矩阵；根据所述图像坐标系与像素坐标系的位置关系获得图像坐标系到像素坐标系的转换矩阵；根据公制与像素的计算单位换算关系获取将以公制为单位的像素坐标系到以像素为单位的像素坐标系的转换矩阵；根据世界坐标系到相机坐标系的旋转矩阵与世界坐标系到相机坐标系位移矢量确定世界坐标系到相机坐标系的转换矩阵；通过将所述的转换矩阵合并获得远心相机投影模型；(2)提取远心相机所拍摄的标定板图像中的特征点，根据特征点在像素坐标系与世界坐标系中的对应关系，采用Tsai两步标定方法，首先根据所述远心相机投影模型建立超定线性方程、并利用最小二乘法解超定线性方程来获得外参数，再根据世界坐标系到相机坐标系的旋转矩阵以及特征点在图像坐标系中的图像坐标点求解内参数；所述内参数包括远心相机的放大倍率而不包括远心相机的畸变系数；(3)获取标定点的实际图像坐标系坐标与考虑远心相机畸变时标定点在世界坐标系中的坐标投影到图像坐标系中的坐标的差值，采用列文伯格‑马夸尔特算法对所述差值求最小值，并获得在所述最小值下的远心相机畸变系数。