一种双目摄像机定位校准方法技术

本发明专利技术提出一种双目摄像机定位校准方法，定位摄像机安装到工作平台，通过简单的辅助仪器将其调整至水平状态，然后通过采用单目定位测量算法拍摄标定过的特征点图像并解算出特征点空间位置，最后通过计算得到两个摄像机的安装偏差角，从而实现对双目摄像机的校准。本发明专利技术能准确、快速的测量双目摄像机的安装偏差角，并用其来校准定位结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器视觉的
，尤其涉及一种双目摄像机定位校准方法。
技术介绍
双目视觉定位是一种常见的视觉定位方法，它的定位算法简单，定位精度高，对目标特征点没有特殊要求，因此具有广泛的适用性。双目摄像机安装到工作平台时会发生安装偏差，从而导致两个摄像机的光轴不平行，这将导致计算定位目标时会发生较大误差。为了消除这种误差，除了安装过程中提高安装精度，尽量减小安装误差，将最终的定位误差控制在可接受的范围内。还可以通过测量定位摄像机的安装偏差角，用安装偏差角来修正最终的计算结果，也能保证最终的定位精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种双目摄像机定位校准方法，以实现准确、快速的双目摄像机安装偏差角的测量，并用其来校准定位结果。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双目摄像机定位校准方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)设备安装，将第一定位摄像机和第二定位摄像机左右对称安装在工作平台上，在x轴和y轴方向上将定位摄像机安装调水平，调整定位摄像机z轴方向使其与两个定位摄像机的连线垂直；S2)标定特征点，将经过标定的特征点置于定位摄像机视场中进行拍摄，调整特征点位置，使特征点在y轴方向处于定位摄像机的视场中央；S3)特征点单目定位，保持特征点空间位置不动，采用单目定位算法，第一定位摄像机和第二定位摄像机分别测得特征点相对于定位摄像机的空间位置坐标CL(XL,O,ZL)和CR(XR,O,ZR)；S4)坐标系旋转运算，将CL以原点O为中心，[-α，+α]为区间，α为最大偏差值，β为步长进行坐标系旋转运算，得到一组坐标A；将CR以原点O’为中心，[-α，+α]为区间，β为步长进行坐标系旋转运算，旋转后再进行坐标系平移，使得O’与O重合，得到一组坐标B；S5)计算安装偏差角，将A、B两组点坐标配对计算，找出A组中与B组中距离最近的两个点A[i]和B[j]，A[i]对应的旋转角即为第一定位摄像机的安装偏差角，B[j]对应的旋转角即为第二定位摄像机的安装偏差角。本专利技术的有益效果是：提供一种双目摄像机定位校准方法，实现准确、快速的双目摄像
机安装偏差角的测量，并用其来校准定位结果。附图说明图1为本专利技术一个实施例的定位摄像机坐标系的示意图。图2为本专利技术一个实施例的双目摄像机的测量坐标系的示意图。其中：1.第一定位摄像机，2.第二定位摄像机。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。提供一种双目摄像机定位校准方法，包括如下步骤：1.第一定位摄像机和第二定位摄像机左右对称安装在工作平台上在x轴和y轴方向上将摄像机安装调水平(摄像机坐标系见图1)，定位摄像机安装时可以使用水平仪等辅助工具，这样下面仅有z轴在水平方向的偏差需要测量标定；2.调整定位摄像机z轴方向与两个定位摄像机连线基本垂直即可(见图2)定位摄像机z轴水平偏差应小于系统设定的最大偏差值α；3.将特征点C置于定位摄像机视场中进行拍摄；4.调整特征点位置，使特征点在y轴方向处于摄像机的视场中央，即定位摄像机与目标特征点处于同一水平面，将立体几何问题简化为平面几何问题，达到简化计算的目的；5.保持特征点空间位置不动，两个定位摄像机使用单目定位算法计算特征点C的空间坐标；左摄像机和右摄像机分别测得特征点相对于拍摄摄像机的空间位置坐标分别为CL(XL,O,ZL)和CR(XR,O,ZR)；6.第一定位摄像机测得的特征点坐标，以原点O为中心，[-α，+α]为区间，β为步长进行坐标系旋转运算，得到一组坐标A。下面是算法的类C语言伪代码描述：7.第二定位摄像机测得的特征点坐标，以原点O’为中心，[-α，+α]为区间，β为步长进行坐标系旋转运算，旋转后再进行坐标系平移H，使得O’与O重合，得到一组坐标B。下面是算法的类C语言伪代码描述：8.将A、B两组点坐标配对计算，找出A组中与B组中距离最近的两个点A[i]和B[j]；9.A[i]对应的旋转角即为左摄像机的安装偏差角；Delta_L＝i_min*β-α；10.B[j]对应的旋转角即为右摄像机的安装偏差角；Delta_R＝j_min*β-α。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双目摄像机定位校准方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)设备安装，将第一定位摄像机和第二定位摄像机左右对称安装在工作平台上，在x轴和y轴方向上将定位摄像机安装调水平，调整定位摄像机z轴方向使其与两个定位摄像机的连线垂直；S2)标定特征点，将经过标定的特征点置于定位摄像机视场中进行拍摄，调整特征点位置，使特征点在y轴方向处于定位摄像机的视场中央；S3)特征点单目定位，保持特征点空间位置不动，采用单目定位算法，第一定位摄像机和第二定位摄像机分别测得特征点相对于定位摄像机的空间位置坐标CL(XL,O,ZL)和CR(XR,O,ZR)；S4)坐标系旋转运算，将CL以原点O为中心，[‑α，+α]为区间，α为最大偏差值，β为步长进行坐标系旋转运算，得到一组坐标A；将CR以原点O’为中心，[‑α，+α]为区间，β为步长进行坐标系旋转运算，旋转后再进行坐标系平移，使得O’与O重合，得到一组坐标B；S5)计算安装偏差角，将A、B两组点坐标配对计算，找出A组中与B组中距离最近的两个点A[i]和B[j]，A[i]对应的旋转角即为第一定位摄像机的安装偏差角，B[j]对应的旋转角即为第二定位摄像机的安装偏差角。...

【技术特征摘要】
1.一种双目摄像机定位校准方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)设备安装，将第一定位摄像机和第二定位摄像机左右对称安装在工作平台上，在x轴和y轴方向上将定位摄像机安装调水平，调整定位摄像机z轴方向使其与两个定位摄像机的连线垂直；S2)标定特征点，将经过标定的特征点置于定位摄像机视场中进行拍摄，调整特征点位置，使特征点在y轴方向处于定位摄像机的视场中央；S3)特征点单目定位，保持特征点空间位置不动，采用单目定位算法，第一定位摄像机和第二定位摄像机分别测得特征点相对于定位摄像机的空间位置坐标CL(XL...

【专利技术属性】
技术研发人员：田哲文，刘雨薇，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42