一种基于单幅同心圆图像的摄像机定标方法技术

本发明专利技术提出的一种基于单幅同心圆图像的摄像机定标方法，将打印有两个同心圆的白纸贴在一个水平平整的平板上制成标定物，让摄像机光轴在不垂直该平板的情况下拍照得到一幅图像；先找到同心圆的圆心；通过最小二乘法对同心圆所在几何平面无穷远直线上的若干个无穷远点进行拟合，得到该几何平面所在的无穷远直线方程；利用本发明专利技术的虚拟圆方法，在无穷远直线上找到至少6对相互垂直的无穷远点坐标；根据这至少6对无穷远点的坐标，得到内参矩阵的约束方程；通过解方程得到摄像机的内参数矩阵，完成摄像机的内参数标定，本发明专利技术避免了通过多张图像进行定标，采用了虚拟圆的方法，用一张图像就可以进行高精度定标。本发明专利技术适用于基于视觉的自主导航系统和非接触式工业检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单幅同心圆图像的摄像机定标方法
本专利技术涉及计算机视觉的相机定标领域，具体涉及一种基于单幅同心圆图像的摄像机定标方法。
技术介绍
摄像机定标主要是为了估计摄像机的内部参数和外部参数，很多情况下，仅需要摄像机内部参数即可，摄像机定标技术是无损检测与无损测量的重要技术，定标技术有采用方便的平板定标技术，如包括圆，角点，直线等，通常定标板上特征图案的几何参数是已知的，如圆的半径，焦点之间的距离等。但是，现有技术中需要拍摄多张图片才能定标，或需要事先已知定标板上特征图案真实几何关系信息才能定标，或几何约束少而导致不能高精度定标的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出的一种基于单幅同心圆图像的摄像机高定标方法，提供一种只利用一张半径、距离等几何参数均未知的平面同心圆图像，快速高精度地进行摄像机内参定标的方法。本专利技术一种基于单幅同心圆图像的摄像机高定标方法是按照以下步骤操作：步骤1：将印有两个同心圆C1和C2的白纸贴在水平平整的平板上制成标定物，并用待定标的摄像机光轴在不垂直该平板的情况下拍照得到一幅图像A；步骤2：寻找图像A上同心圆C1和C2的圆心O；步骤3：对同心圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单幅同心圆图像的摄像机定标方法，其特征在于：按照以下步骤操作：步骤1：将印有两个同心圆C1和C2的白纸贴在水平平整的平板上制成标定物，并用待定标的摄像机在光轴不垂直该标定物的情况下拍照得到一幅图像A；步骤2：寻找图像A上同心圆C1和C2的圆心O；步骤3：对同心圆C1和C2所在几何平面无穷远直线上的若干个无穷远点进行拟合，得到几何平面所在的无穷远直线方程L；步骤4：结合虚拟圆方法，得到相互垂直的两个无穷远点坐标P1和P2；步骤5：根据步骤4中的两个无穷远点坐标P1和P2，计算所述内参矩阵的约束方程（a）；（a）其中，是内参矩阵，和是以像素为单位的焦距，是图像坐标轴偏移因子，[u0,v0]...

【技术特征摘要】
1.一种基于单幅同心圆图像的摄像机定标方法，其特征在于：按照以下步骤操作：步骤1：将印有两个同心圆C1和C2的白纸贴在水平平整的平板上制成标定物，并用待定标的摄像机在光轴不垂直该标定物的情况下拍照得到一幅图像A；步骤2：寻找图像A上同心圆C1和C2的圆心O；步骤3：对同心圆C1和C2所在几何平面无穷远直线上的若干个无穷远点进行拟合，得到几何平面所在的无穷远直线方程L，步骤3-1：在圆C1上任意找两个点A0和A1，分别连接圆心O后的两条直线将和圆C2相交得到两个点B0和B1，那么A0和A1的连线与B0和B1的连线是平行线，即A0A1||B0B1，从图像上得到A0A1||B0B1的射影图像交点Pi，即无穷远点Pi；步骤3-2：重复步骤3-1共n次，可以得到n个无穷远点；步骤3-3：通过最小二乘法将n个无穷远点拟合直线，得到平面所映射所在的无穷远直线方程L；步骤4：结合虚拟圆方法，得到垂直直线上的两个无穷远点坐标P1和P2；步骤4-1：将圆C1上的A1平移到与A0重合；步骤4-2：通过交比不变性cross(A0,B0,P0,B0’)＝-1，得到B0相对A0的对称点B0’坐标，此时得到一个以A0为圆心，B0,B0’，B1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋体刚，
申请(专利权)人：四川巨源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51