【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机视觉与图像处理领域,具体涉及一种激光与相机相对位姿关系的标定方法,通过使用相机标定技术测量激光与相机坐标系的相对位姿关系。
技术介绍
在复杂的场景中使用相机准确测量目标的大小、位置在工业测量中有着重要的应用,而通过在相机上固定激光发射装置,然后提取激光点在图像中的坐标,可以提供目标物体的附加信息,使视觉测量更易实现。在已知激光发射装置与相机相对位姿的前提下,我们可以更加有效的测量目标与相机间的三维位置关系。本专利技术新需要提出一种测量激光与相机坐标系之间的位置关系的方法,包括激光与相机坐标系各平面之间的夹角和交点坐标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题,提供一种激光与相机相对位姿关系的标定方法,在已知激光与相机的相对位置信息的前提下,通过提取激光点在图像中的像素点坐标,通过计算机视觉的方法完成对目标位置、目标大小等的测量,操作简单,结果精确。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案包括以下步骤:步骤一、将相机和激光器固定在一起,并保证它们的相对位置以及相机的内部参数不发生改变;定义相机坐标系OC、世界坐标系OW;对相机的内部参数进行标定,得到相机的内部参数矩阵A=fx0u00fyv000I,]]>其中(fx,fy)为相机的等效焦距,(u0,v0)为相机光心坐标;步骤二、取标定板并正对于激光器发射出的激光束,打开激光,移动标定板,并始终使激光束的中心打在标定板上,用相机采 ...
【技术保护点】
一种激光与相机相对位姿关系的标定方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、将相机和激光器固定在一起,并保证它们的相对位置以及相机的内部参数不发生改变;定义相机坐标系OC、世界坐标系OW;对相机的内部参数进行标定,得到相机的内部参数矩阵A=fx0u00fyv0001,]]>其中(fx,fy)为相机的等效焦距,(u0,v0)为相机光心坐标;步骤二、取标定板并正对于激光器发射出的激光束,打开激光,移动标定板,并始终使激光束的中心打在标定板上,用相机采集标定板的图像;建立图像坐标系,首先获得激光点在图像坐标系下的坐标Di,之后通过相机成像模型求得激光点此时在相机坐标系下的坐标Pc1;然后将标定板由近及远放置在不同的位置下,重复上述步骤,按上述方法依次计算出激光点在各个距离位置下的坐标,记为Pc1,Pc2…Pcn;步骤三、由各位置下激光点坐标Pc1,Pc2…Pcn拟合出激光束在相机坐标系下的直线方程:x-x0m0=y-y0n0=z-z0p0]]>其中,[x0,y0,z0]为激光束直线上一点的坐标,[m0,n0,p0]为激光束直线的方向向量;由激光束在相机坐标系下的直线方程,即求得激光束与相机坐标系 ...
【技术特征摘要】
1.一种激光与相机相对位姿关系的标定方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将相机和激光器固定在一起,并保证它们的相对位置以及相机的内部参数不发
生改变;定义相机坐标系OC、世界坐标系OW;对相机的内部参数进行标定,得到相机的
内部参数矩阵A=fx0u00fyv0001,]]>其中(fx,fy)为相机的等效焦距,(u0,v0)为相机光心坐标;
步骤二、取标定板并正对于激光器发射出的激光束,打开激光,移动标定板,并始终使
激光束的中心打在标定板上,用相机采集标定板的图像;建立图像坐标系,首先获得激光点
在图像坐标系下的坐标Di,之后通过相机成像模型求得激光点此时在相机坐标系下的坐标
Pc1;然后将标定板由近及远放置在不同的位置下,重复上述步骤,按上述方法依次计算出
激光点在各个距离位置下的坐标,记为Pc1,Pc2…Pcn;
步骤三、由各位置下激光点坐标Pc1,Pc2…Pcn拟合出激光束在相机坐标系下的直线方程:
x-x0m0=y-y0n0=z-z0p0]]>其中,[x0,y0,z0]为激光束直线上一点的坐标,[m0,n0,p0]为激光束直线的方向向量;
由激光束在相机坐标系下的直线方程,即求得激光束与相机坐标系XOY平面、YOZ平
面、XOZ平面的夹角及交点;结果如下:
θXOY=cos-1(m02+n02m02+n02+p02)]]>θYOZ=cos-1(n02+p02m02+n02+p02)]]>θXOZ=cos-1(m02+p02m02+n02+p02)]]>PXOY=-z0p*m0+x0-z0p*n0+y00]]>PYOZ=0-z0p*n0+y0-z0p*p0+z0]]>PXOZ=-z0p*m0+x00-z0p*p0+z0]]>通过上式计算,完成激光束与相机坐标系夹角及交点的测量。
2.根据权利要求1所述的激光与相机相对位姿关系的标定方法,其特征在于:所述的标
定板采用黑白格标定板,黑白格标定板的黑白方格数为11*10,边长为12mm。
3.根据权利要求1所述的激光与相机相对位姿关系的标定方法,其特征在于:固定相机
不动,将标定板由近及远放在六个不同的距离下,分别为300mm、600mm、700mm、900mm、
1100mm、...
【专利技术属性】
技术研发人员:王飞,董航,陈亚南,李中衡,党政,张观洲,王璇,杨海伟,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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