[发明专利]基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法

摘要

本发明涉及一种基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法，其主要技术特点是：使用同一台摄像机以多个角度和位置拍摄标定图像，对摄像机内参数进行标定；将摄像机置于初始状态；拍摄图像并计算得到摄像机外参数；计算获取摄像机位置和姿态信息；如果误差较大，控制调整摄像机位置和姿态。本发明设计合理，其在进行摄像机校正时，使用简单易行的方法解算出摄像机坐标系与世界坐标系的关系，快速调整摄像机位置和姿态，满足特定应用要求，不用额外增加实时计算量，大大提升了系统的软件性能，也不用额外增加硬件设备，大大节省了系统成本。

主权项

1.一种基于针孔摄像机模型的摄像机姿态校正方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：使用同一台摄像机以多个角度和位置拍摄标定图像；步骤2：用张正友标定法建立摄像机内参数A；步骤3：将云台置于初始状态，包括位置和姿态；步骤4：拍摄1幅至少包含4个定位点的图像，结合摄像机内参数A，计算得到摄像机外参数[R t]，摄像机外参数包含了摄像机的位置、姿态信息，其中R为矩阵，t为平移向量；步骤5：解析外参数R＝[r1 r2]，其中r1、r2分别是摄像机坐标系u、v轴在世界坐标系中的向量值，r3＝r1×r2是摄像机坐标系n轴；T＝-[r1 r2 r3]-1t＝-[r1 r2 r3]Tt是摄像机坐标系原点在世界坐标系中的坐标；步骤6：如果T向量的前两项分量值Tx,Ty小于给定阈值，则不需要平移；否则沿着x，y方向平移-Tx,-Ty；步骤7：如果||r1·e1-1||小于给定阈值，则将u轴向x轴靠拢；否则保持u轴不变；如果||r2·e2-1||小于给定阈值，则将v轴向y轴靠拢；否则保持v轴不变；如果||r3·e3-1||小于给定阈值，则将n轴向z轴靠拢；否则保持n轴不变，结束；所述e1＝(1 0 0)T是世界坐标系x轴向量值；e2＝(0 1 0)T是世界坐标系y轴向量值；e3＝(0 0 1)T是世界坐标系z轴向量值。