鱼眼相机标定系统、方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种鱼眼相机标定系统、方法、装置、电子设备及存储介质。所述系统包括半球面标靶，鱼眼相机以及电子设备：所述半球面标靶包括半球形内表面以及设置于所述半球形内表面的多个标记点；所述鱼眼相机用于拍摄所述半球面标靶，采集标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；所述电子设备用于获取k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值，使用Levenberg‑Marquardt算法对k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值进行优化以确定所述鱼眼相机的成像模型参数。通过半球面标靶，不需要移动标靶或相机采集多幅标靶图像，只采集一幅标靶图像即可实现鱼眼相机的快速和高精度的标定。

Calibration System, Method, Device, Electronic Equipment and Storage Media of Fisheye Camera

【技术实现步骤摘要】
鱼眼相机标定系统、方法、装置、电子设备及存储介质
本申请涉及相机标定
，更具体地，涉及一种鱼眼相机标定系统、方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
相机标定是机器视觉、摄影测量、3D成像和图像几何校正等工作中的关键技术之一，它的主要作用是估计相机的内外参数。标定结果的精度和标定算法的稳定性直接影响后续工作的准确性。一般的标定方法中，需要采集多张图像，因此需要人为的移动标定板或是相机，在实际的应用中，不仅费时费力，也增加了生产的成本。
技术实现思路
本申请提出了一种鱼眼相机标定系统、方法、装置、电子设备及存储介质，以改善上述问题。第一方面，本申请实施例提供了一种鱼眼相机的标定系统，该系统包括半球面标靶，鱼眼相机以及电子设备。所述半球面标靶包括半球形内表面以及设置于所述半球形内表面的多个标记点；所述鱼眼相机用于拍摄所述半球面标靶，采集标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；所述电子设备用于根据所述标靶图像，将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值；所述电子设备还用于根据所述畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值以及公式rmax＝k1θmax+k2θmax3+k3θmax5+k4θmax7+k5θmax9计算得到半径rmax，其中，θmax表示最大视场角；所述电子设备还用于获取mu，mv的初始值，mu和mv分别为图像坐标水平方向上单位距离的像素点个数和垂直方向上单位距离的像素点个数；所述电子设备用于使用Levenberg-Marquardt算法对k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值进行优化以确定所述鱼眼相机的成像模型参数。第二方面，本申请实施例提供了一种鱼眼相机标定方法，该方法包括：获取标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；根据所述标靶图像，将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值；根据所述畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值以及公式rmax＝k1θmax+k2θmax3+k3θmax5+k4θmax7+k5θmax9计算得到半径rmax，其中，θmax表示最大视场角；获取mu，mv的初始值，mu和mv分别为图像坐标水平方向上单位距离的像素点个数和垂直方向上单位距离的像素点个数；使用Levenberg-Marquardt算法对k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值进行优化以确定所述鱼眼相机的成像模型参数。第三方面，本申请实施例提供了一种鱼眼相机标定装置，该装置包括：图像获取模块，用于采集标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；相机标定模块，根据所述标靶图像，将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值；所述相机标定模块还用于根据所述畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值以及rmax＝k1θmax+k2θmax3+k3θmax5+k4θmax7+k5θmax9得到半径,其中，θmax表示最大视场角；所述相机标定模块还用于获取mu，mv的初始值，mu和mv分别为图像坐标水平方向上单位距离的像素点个数和垂直方向上单位距离的像素点个数；所述数值优化模块用于使用Levenberg-Marquardt算法对k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值进行优化以确定所述鱼眼相机的成像模型参数。本申请实施例提供的鱼眼相机标定系统、方法、装置、电子设备及存储介质，通过采集半球面标靶的标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；根据标靶图像将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值；根据所述畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值以及公式rmax＝k1θmax+k2θmax3+k3θmax5+k4θmax7+k5θmax9计算得到半径rmax，其中，θmax表示最大视场角；获取mu，mv的初始值；使用Levenberg-Marquardt算法对k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值进行优化以确定所述鱼眼相机的成像模型参数。通过采集半球面标靶图像，不需要移动标靶或相机采集多幅标靶图像，只采集一幅标靶图像即可实现鱼眼相机的快速和高精度的标定。本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本申请一个实施例提供的鱼眼相机标定系统的示意图。图2示出了本申请一个实施例提供的半球面标靶的示意图。图3示出了本申请一个实施例提供的孔洞作为标记点的半球面标靶的示意图。图4示出了本申请一个实施例提供的安装球形标记点的半球面标靶的示意图。图5示出了本申请一个实施例提供的半球面标靶中标记点分布的平面图。图6示出了本申请一个实施例提供的鱼眼相机标定方法的流程图。图7示出了本申请一个实施例提供的鱼眼相机标定装置的结构框图。图8示出了本申请实施例提出的用于执行根据本申请实施例的鱼眼相机标定方法的电子设备的结构框图。图9示出了本申请实施例提供的用于保存或者携带实现根据本申请实施例的鱼眼相机标定方法的程序代码的存储介质。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。相机标定是机器视觉、摄影测量、3D成像和图像几何校正等工作中的关键技术之一，它的主要作用是估计相机的内外参数。标定结果的精度和标定算法的稳定性直接影响后续工作的准确性。一般视角相机可以用针孔模型表示，使用透视投影映射和仿射变换即可进行标定。近年来，鱼眼相机由于其超大的视场范围，在全景视觉、视频监控，汽车导航，虚拟现实等领域得到广泛应用。然而大视场同时也带来严重的图像畸变，影响人眼直观的视觉感受以及图像信息的利用。为了对图像畸变进行校正，需要对鱼眼相机进行标定。目前已经研究成熟的方法是采用平面标靶，已有基于平面标靶的工具软件，例如：Matlab工具箱及Opencv工具软件。在这些方法中，将平面标定板放置于相机前不同的位置采集多张标靶图像，以获得分布范围较大的标定原始数据。该方法需多次摆放标定板在不同位置并采集标靶图像，或者多次转动相机在不同方位并采集标靶图像。这些方法对于某些需要快速安装鱼眼相机并完成标定的场合并不适用，比如批量生产或组装鱼眼相机的生产线。因此，专利技术人提出了本申请的鱼眼相机标定系统、方法、装置、电子设备及存储介质。通过采集半球面标靶的标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；根据标靶图像将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半球面标靶的鱼眼相机标定系统，其特征在于，包括半球面标靶，鱼眼相机以及电子设备：所述半球面标靶包括半球形内表面以及设置于所述半球形内表面的多个标记点；所述鱼眼相机用于拍摄所述半球面标靶，采集标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；所述电子设备用于根据所述标靶图像，将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值；所述电子设备还用于根据所述畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值以及公式rmax＝k1θmax+k2θmax

【技术特征摘要】
1.一种基于半球面标靶的鱼眼相机标定系统，其特征在于，包括半球面标靶，鱼眼相机以及电子设备：所述半球面标靶包括半球形内表面以及设置于所述半球形内表面的多个标记点；所述鱼眼相机用于拍摄所述半球面标靶，采集标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；所述电子设备用于根据所述标靶图像，将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值；所述电子设备还用于根据所述畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值以及公式rmax＝k1θmax+k2θmax3+k3θmax5+k4θmax7+k5θmax9计算得到半径rmax，其中，θmax表示最大视场角；所述电子设备还用于获取mu，mv的初始值，mu和mv分别为图像坐标水平方向上单位距离的像素点个数和垂直方向上单位距离的像素点个数；所述电子设备还用于使用Levenberg-Marquardt算法对k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值进行优化以确定所述鱼眼相机的成像模型参数。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半球面标靶包括半球形内表面以及设置于所述半球形内表面的多个标记点，包括：所述多个标记点的数目不少于23个，其中一个标记点设置于所述半球形内表面的中心位置。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述鱼眼相机设置在所述半球面标靶的球心位置拍摄所述半球面标靶。4.一种基于半球面标靶的鱼眼相机标定方法，基于如权利要求1至3所述的标定系统对鱼眼相机进行标定，其特征在于，所述方法包括：获取标靶图像，所述标靶图像包括半球面标靶以及设置于所述半球面标靶的半球形内表面上的多个标记点的图像；根据所述标靶图像，将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值；根据所述畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值以及公式rmax＝k1θmax+k2θmax3+k3θmax5+k4θmax7+k5θmax9计算得到半径rmax，其中，θmax表示最大视场角；获取mu，mv的初始值，mu和mv分别为图像坐标水平方向上单位距离的像素点个数和垂直方向上单位距离的像素点个数；使用Levenberg-Marquardt算法对k1,k2,k3,k4,k5,u0,v0,mu,mv的初始值进行优化以确定所述鱼眼相机的成像模型参数。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将选取的径向畸变模型与等距投影模型进行拟合，获得畸变参数k1、k2、k3、k4、k5的初始值，包括：选取径向畸变模型r＝k1θ+k2θ3+k3θ5+k4θ7+k5θ9以及等距投影模型为r＝fθ，其中，r表示所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏显渝，艾佳，邵双运，
申请(专利权)人：四川深瑞视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51