一种全景摄像机标定方法技术

本发明专利技术提出了一种全景摄像机标定方法，首先在同一电子显示屏上制作两个标定板，通过设计不同的标定图形或不同尺寸的棋盘格来区分左右标定板；然后基于标定板建立一个标定参考坐标系，分别计算左右像机坐标系与标定参考坐标系之间的相对位置姿态转移关系；获取同一标定参考坐标系下，“背对式”双目摄像机进行标定的相对关系矩阵；摄取多组图像，以重投影像点与实际像点误差最小作为目标函数，进行迭代优化，实现精确标定。本发明专利技术方法可推广到多个像机，用于背靠背双目像机、环形布置多像机等应用场景的标定。

A panoramic camera calibration method

The invention provides a method for calibrating panoramic camera, the first two calibration board in the same electronic screen production, to distinguish between left and right plate through the design of different calibration graphics or different sizes of checkerboard calibration plate; then establish a calibration reference coordinate system based on the calculated about like machine coordinates and relative calibration position and attitude between the reference coordinate system transfer relationship; for the same calibration reference coordinates, back relative relation matrix calibration of binocular camera; \eat group image, to re projection image point and actual image point error as the objective function, iterative optimization, to achieve accurate calibration. The method of the invention can be extended to a plurality of image machines, and is used for the calibration of application scenes such as back to back binocular images, circular arrangement, multi image machines, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于摄像测量
，涉及摄像机标定方法，特指一种全景摄像机标定方法。
技术介绍
在摄像测量中，为了从图像中定量提取和测量空间物体的几何信息或运动信息，必须建立空间物点和图像中像点位置的相互对应关系，这种对应关系由摄像系统成像模型及摄像机参数决定，但摄像机的光心、光轴、焦距等并非物理实体，通常利用实验和数学模型分析确定参数，这一过程被称为摄像测量系统标定。摄像测量中像机标定的任务主要包括内参数、外参数和像差系数的确定，在计算机视觉研究中多用像机采集标定参照物的图像，再通过分析图像来求解像机参数。研究者们提出了多种多样的像机标定方法。这些方法大致可分为三类：传统标定方法、基于主动视觉的标定方法和自标定方法。传统像机标定方法有直接非线性优化法，基于控制点的三维坐标与其对应图像点之间的非线性关系，通过对某些代价函数最小化直接搜索像机参数。该算法的优点是获得参数精度高，可求取各类像差，但参数个数太多、计算量大，算法稳定性差。直接线性变换解法，由Abdel和Karara提出采用线性解法得到一组中间参数，然后分解得到最终参数，该方法通过线性变换直接求解，简单快速，但未对镜头像差修正，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全景摄像机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置左、右两块标定板M1和M2，两标定板位于同一电子显示屏上，两标定板的棋盘格上每个格子的长度相同均为1；S2：建立一个标定参考坐标系W，全景相机的两个具有广角镜头的左侧摄像机和右侧摄像机分别对左、右标定板M1和M2拍摄，以左、右标定板M1和M2作为标定参照物，左、右标定板M1和M2的棋盘格上的网格角点为控制点；C1为左侧摄像机的像机坐标系，C2为右侧摄像机的像机坐标系，在标定参考坐标系W下，分别建立像机坐标系C1、C2与图像坐标系下像点的中心透视投影成像关系；S3：对左、右标定板M1和M2上的控制点作投影变换得到像点，将投影变换得到的像...

【技术特征摘要】
1.一种全景摄像机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置左、右两块标定板M1和M2，两标定板位于同一电子显示屏上，两标定板的棋盘格上每个格子的长度相同均为1；S2：建立一个标定参考坐标系W，全景相机的两个具有广角镜头的左侧摄像机和右侧摄像机分别对左、右标定板M1和M2拍摄，以左、右标定板M1和M2作为标定参照物，左、右标定板M1和M2的棋盘格上的网格角点为控制点；C1为左侧摄像机的像机坐标系，C2为右侧摄像机的像机坐标系，在标定参考坐标系W下，分别建立像机坐标系C1、C2与图像坐标系下像点的中心透视投影成像关系；S3：对左、右标定板M1和M2上的控制点作投影变换得到像点，将投影变换得到的像点与图像检测的实际像点(x,y)作差，得到图像的残差，利用最小二乘法求解残差最小值，作为目标函数最优解，并通过极大似然估计计算映射矩阵H；其中，目标函数如下：其中：(xi,yi)是第i个控制点的实际像点坐标，第i个控制点通过投影变换得到的像点坐标；S4：利用求解得到的映射矩阵H作为已知量，分别对左侧摄像机和右侧摄像机求解线性参数，得到左侧摄像机定标的外参矩阵和右侧摄像机定标的外参矩阵；S5：根据全景摄像机其两像机坐标系C1、C2对应的几何关系，获取同一标定参考坐标系下两像机坐标系标定的相对关系中的旋转矩阵R和平移矩阵T；S6：以步骤S5得到的旋转矩阵R和平移矩阵T为初始值，将全景相机拍摄的多组图像代入映射矩阵，进行迭代优化，提高标定精度。2.根据权利要求1所述的全景摄像机标定方法，其特征在于，在S1中，通过设计不同的标定图形或尺寸大小来区分左、右标定板M1和M2。3.根据权利要求1所述的全景摄像机标定方法，其特征在于，在S2中，标定参考坐标系W是任取空间一点为坐标原点，然后根据右手定则建立的坐标系。4.根据权利要求1所述的全景摄像机标定方法，其特征在于，在S2中，像机坐标系C1、C2与图像坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：向北海，
申请(专利权)人：湖南优象科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43