[发明专利]采用单个圆为标定物的摄像机内参数标定方法

摘要

本发明涉及一种采用单个圆为标定物的摄像机内参数标定方法，首先利用摄像机对标定物拍摄三幅不同的图像；然后确定出每一幅图像中虚圆点的像点位置；利用这三组虚圆点的像点拟合出绝对二次曲线的投影曲线方程；最后线性地计算出摄像机的所有内参数，包括主点位置，纵横比和倾斜因子。本发明可以一次性地确定出摄像机的所有内参数，并可以实现全自动标定，减少人工介入引起的计算误差，尤其适用于非接触式工业检测和基于视觉的自主导航系统。

主权项

1.一种采用单个圆为标定物的摄像机内参数标定方法，其特征在于包括如下步骤：1)在一张白纸上绘制一个圆，并在圆心位置处绘制一个半径为5毫米的小黑圆点，然后将绘有圆的白纸紧贴在平整的物体表面，构成标定物；2)将标定物先后放置在三个不同的位置，在每个位置都用摄像机拍摄标定物，从而得到三幅不同的具有椭圆影像的标定物图像，确保每一幅图像都成像清晰且无明显遮挡；3)利用canny算子，分别检测出每幅图像中椭圆影像的边界，从而得到三组由椭圆影像边界像素点构成的点集；分别利用这三组点集，拟合出椭圆影像矩阵Cn，n＝1，2，3；同时，计算出每幅图像上小黑圆点投影区域的重心pn，n＝1，2，3；4)计算出椭圆影像矩阵Cn的对偶矩阵Cn*；利用下式：$k{C}_n^{*}=(i_n{j}_n^T+j_n^T{i}_n)-p_n{p}_n^T,$通过矩阵分解的方法得到第n幅图上虚圆点的像点的齐次坐标in和jn，n＝1，2，3，从而得到三组不同的虚圆点的像点的齐次坐标；5)利用这三组虚圆点的像点的齐次坐标拟合出绝对二次曲线的投影曲线方程ω；6)计算出ω的逆矩阵ω-1，利用式ω-1＝KKT，分解出摄像机的内参数矩阵K，从而得到摄像机的全部内参数，完成摄像机的内参数标定。