[发明专利]一种基于立体视觉数学模型的空间点三维坐标求解方法

摘要

本发明提供一种基于立体视觉数学模型的考虑内参中多因素的世界坐标系下空间点三维坐标的高精度求解方法。本发明基于双目立体视觉系统，在标定得出双目立体视觉系统中左右相机参数初始参数后，通过图像重投影误差最小化原则对相机参数进行迭代优化，得到左相机内参不等焦距、右相机内参不等焦距以及左、右相机坐标系相机光轴在左、右图像坐标系中的偏移量。对同一目标点进行拍摄，通过优化后的左右相机参数提高恢复目标点三维信息的精度。并建立左图像坐标系与世界坐标系间关系、建立右相机坐标系与世界坐标系间关系、建立右图像坐标系与右相机坐标系间关系，通过左图像坐标系、右图像坐标系、世界坐标系、右相机坐标系间关系，实现空间点三维坐标的高精度求解。

主权项

1.一种基于立体视觉数学模型的空间点三维坐标求解方法，该方法基于双目立体视觉系统，包括：S1、通过标定得出双目立体视觉系统中左相机和右相机的初始的相机参数；S2、根据图像重投影误差最小化原则对相机的相机参数进行优化，分别得到所述左相机和所述右相机的最终的相机参数；S3、通过所述双目立体视觉系统在同一时刻拍摄目标点，并得到匹配后的所述目标点在左相机拍摄的左图像中的坐标点(XL，YL)，以及得到匹配后的所述目标点在右相机拍摄的右图像中的坐标点(XR，YR)；S4、根据摄像机透视变换模型建立左图像坐标系OL‑XLYL与世界坐标系O‑xyz间关系，若比例因子为SL，根据所述左相机和所述右相机的相机参数得到目标点的三维坐标(x，y，z)与比例因子SL间关系；S5、建立右相机坐标系Or‑xryrzr与所述世界坐标系O‑xyz间关系，若比例因子为SR，根据所述左相机和右相机的相机参数，以及目标点的三维坐标(x，y，z)与比例因子SL间关系，获得所述右相机坐标系与空间点三维坐标中z关系；S6、根据摄像机透视变换模型建立右图像坐标系OR‑XRYR与右相机坐标系Or‑xryrzr间关系，以及根据右相机坐标系与空间点三维坐标中z关系，建立所述左相机和所述右相机的像面之间对应关系；S7、根据左右像面之间对应关系得到目标点的三维坐标中Z的两个值z1和z2；S8、根据目标点的三维坐标中Z的两个值Z1和Z2，获得目标点的三维坐标中Z的期望值，再根据目标点的三维坐标(x，y，z)与比例因子SL间关系，得到目标点的三维坐标中x、y值。