The invention of binocular stereo vision system calibration method of camera parameters step by step which belongs to the field of image processing and computer vision detection, step-by-step calibration method involves the camera external parameters measurement system, the size of large forgings. The calibration method, the first offline calibration of camera intrinsic parameter matrix in the laboratory, through high precision electronic control platform to drive a camera to make two independent sets of three orthogonal motion, using the properties of FOE point linear equations are listed only for the camera intrinsic parameters; through between the 8 two point method for image based matrix in the forging experiment the scene, and then the method of decomposition of essential matrix, to achieve real-time online calibration of camera's parameters; finally the image reconstruction of high precision 3D scale length, can solve the camera scale factor. The calibration process is simple, the calibration time is short, the accuracy is high, and the calibration of the binocular vision measurement system and the camera of the forging field can be realized accurately with less images.
【技术实现步骤摘要】
双目立体视觉系统摄像机参数的分步标定方法
本专利技术属于计算机视觉检测领域,特别涉及一种双目立体视觉系统摄像机内外参数的分步标定方法。
技术介绍
双目立体视觉是根据双目摄像机同时拍摄的两张图片的二维图像信息得到物体的几何三维信息。从二维图像信息恢复物体三维信息依赖于双目视觉系统的模型,最重要的是需要确定摄像机的成像几何模型,该几何模型的参数称为摄像机参数。摄像机参数包括内参数与外参数,其中内参数是与摄像机几何和光学特性有关的参数,只依赖于摄像机自身的制造特点;外参数为摄像机坐标系相对于建立好的世界坐标系的旋转和平移关系量。摄像机标定过程就是确定内、外参数的过程,标定方法的精度直接影响到计算机视觉检测的精度。因此,如何对摄像机进行快速、简捷、精准的标定具有重大的意义。传统的摄像机和双目视觉传感器标定方法通常依赖于精密加工的2D或3D辅助标定物。Tsai提出的“Aversatilecameracalibrationtechniqueforhigh-accuracy3Dvisionmetrologyusingoff-the-shelfTVcamerasandlenses”(IEEEJournalOfRoboticsandAutomation,1987,3(4):323-344)基于径向约束的两步法能够获得较为精确的标定结果,张正友提出的“AFlexibleNewTechniqueForCameraCalibration”(IEEETransactionsonPatternAnalysis&MachineIntelligence,2000,22(11):1 ...
【技术保护点】
一种双目立体视觉系统摄像机参数的分步标定方法,其特征是,该方法首先采用主动视觉的方法对摄像机的内参数进行标定;其次迭代极小化重投影像点与理想像点偏差来对摄像机的外参数进行优化;最后重建长度精确已知的高精度标尺求取摄像机比例因子,方法的具体步骤如下:步骤1:摄像机内参数矩阵K的标定摄像机标定通常采用经典的小孔成像模型,该模型的表达式如下:
【技术特征摘要】
1.一种双目立体视觉系统摄像机参数的分步标定方法,其特征是,该方法首先采用主动视觉的方法对摄像机的内参数进行标定;其次迭代极小化重投影像点与理想像点偏差来对摄像机的外参数进行优化;最后重建长度精确已知的高精度标尺求取摄像机比例因子,方法的具体步骤如下:步骤1:摄像机内参数矩阵K的标定摄像机标定通常采用经典的小孔成像模型,该模型的表达式如下:其中,(Xw,Yw,Zw,1)T为空间点在世界坐标系中的齐次坐标,(u,v,1)T为对应的像素点在图像坐标系中的齐次坐标,fu为摄像机横向尺度因子,fv为摄像机纵向尺度因子,(u0,v0)为主点坐标,s为比例因子,K为摄像机内部参数矩阵,[R|t]为摄像机的外部参数矩阵,R为旋转矩阵,t为平移向量;利用高精度的位移电控平台控制摄像机作一组三正交运动,两两正交的三次平移运动,根据图像对应点计算对应的3个FOE点,记做F1,F2,F3,设FOE点的图像坐标为(ui,vi),i=1,2,3,则向量与摄像机的平移向量T=(Tx,Ty,Tz)T平行,由FOE点的性质,得到以下3个有关fu,fv,u0,v0的约束方程:将式(2)减去式(3)和(4),并令x=u0,得到关于x,y,z的二个线性约束方程:(u1-u3)x+(v1-v3)y-v2(v1-v3)z=u2(u1-u3)(5)(u2-u3)x+(v2-v3)y-v1(v2-v3)z=u1(u2-u3)(6)显然,通过式(5),(6)不能唯一确定x,y,z,需要再作一次三正交运动,从二组形如式(5),(6)的约束方程中线性唯一求解出x,y,z,进而求得摄像机的内参数fu,fv,u0,v0;步骤2:摄像机外参数矩阵[R|...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾振元,刘巍,李士杰,杨景豪,马建伟,张仁伟,王福吉,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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