一种全景相机的多场景标定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全景相机的多场景标定方法及系统。该方法包括如下步骤：分别标定全景相机的内部参数和外部参数；依据内部参数和外部参数，将全景相机的像素点投影到以空间三维坐标系原点为圆心O，半径为D的球面上，并生成单一全景相机的重投影方程；依据重投影方程，保持其他参数不变，不断改变视场角的值，进而改变所有像素点到球面上点的映射关系；依据所述映射关系，标定出多场景下不同距离像素点在球面上的准确坐标。本发明专利技术提供的一种全景相机的多场景标定方法及系统通过改变全景相机视场角参数，进而实现由小场景标定参数生成多尺度场景标定参数的方法，解决了全景相机一次标定适用所有场景的问题，对标定设备小型化、提高量产效率。

Multi scene calibration method and system for panoramic camera

The invention discloses a multi scene calibration method of panoramic camera and a system thereof. The method comprises the following steps: panoramic camera internal and external parameters are calibrated; according to the internal and external parameters, the pixel projection panoramic camera to three-dimensional coordinate origin as the center O and radius D on the sphere, re projection equation and generate a single panoramic camera; on the basis of re projection equation. Keeping other parameters unchanged, changing the angle of view of value, and then change the mapping of all pixels to the point on the sphere; on the basis of the mapping relationship, calibration of the multi scene under different distance of pixels on a spherical coordinate accuracy. Many scenes of a panoramic camera of the invention provides a calibration method and system by changing the panoramic camera angle parameters, so as to realize the generating method of multi-scale scene calibration parameters from small scene calibration parameters, solve the panoramic camera calibration once for all scenes, the calibration equipment miniaturization, improve production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种全景相机的多场景标定方法及系统
本专利技术涉及全景相机领域，尤其涉及一种全景相机的多场景标定方法及系统。
技术介绍
随着全景拍摄的日益流行，全景拍摄设备的量产问题得到越来越多的关注和研究。根据实际拍摄需要，目前已有的全景拍摄设备的标定环境需要与实际拍摄时的场景大小相一致，通常是室内较大空间或室外开阔空间。如果将小场景标定参数用在大场景实拍，则会出现交叠区域图像重影的现象；反之，如果将大场景标定参数用在小场景实拍，就会出现交叠区域图像压缩的现象。迄今尚未有一种方法可以使标定结果适用于从小到大多种场景。有鉴于此，如何实现一种全景相机的小场景标定方法及系统，使标定结果适用于从小到大多种场景，这是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种全景相机的多场景标定方法及系统，通过改变全景拍摄设备中每个相机模组全局或局部视场角参数FOV，进而实现由小场景标定参数生成多尺度场景标定参数的方法，解决了全景相机一次标定适用所有场景的问题，对标定设备小型化、提高量产效率。本专利技术实施例第一方面公开了一种全景相机的多场景标定的方法，包括如下步骤：分别标定所有全景相机的内部参数，其中，内部参数包括视场角（FieldofView,FOV）；分别标定所有全景相机的外部参数；依据内部参数和外部参数，将所有全景相机的所有像素点投影到一个以空间三维坐标系（OXYZ）原点为圆心O，半径为D的球面上，并生成所有全景相机中单一全景相机的重投影方程，其中，重投影方程中包括多个系数，多个系数包括视场角（FOV）；依据重投影方程，保持重投影方程中除视场角（FOV）外所有参数不变，不断改变视场角（FOV）的值，进而改变所有全景相机的所有像素点到球面上点的映射关系；依据映射关系，标定出多场景下不同距离像素点在球面上的准确坐标。优选的，改变视场角（FOV）的值后的变化规律为：视场角（FOV）越小，像素点越近，视场角（FOV）越大，像素点越远。优选的，内部参数还包括焦距（f）、光心坐标（xc,yc），畸变参数（b），外部参数包括所有全景相机的相机坐标系（OiXiYiZi）原点Oi相对所述空间三维坐标系（OXYZ）的原点坐标O的相对位置，以及所述所有全景相机的相机坐标系（OiXiYiZi）相对所述空间三维坐标系（OXYZ）的俯仰角（Pitch）、偏航角（Yaw）、翻滚角（Roll），其中，i=1,2,...,n；n为正整数。优选的，重投影方程为(x,y,z)=FuncitonR(x’,y’,f,FOV,xc,yc,b,Pitch,Yaw,Roll,D)，其中，(x,y,z)为重投影后球面上点在空间三维坐标系（OXYZ）下的坐标，（x’,y’）为像素点在单一全景相机的像素坐标。本专利技术实施例中，提供了一种全景相机的多场景标定的方法，通过改变全景拍摄设备中每个相机模组全局或局部视场角参数FOV，进而实现由小场景标定参数生成多尺度场景标定参数的方法，解决了全景相机一次标定适用所有场景的问题，对标定设备小型化、提高量产效率。本专利技术实施例第二方面公开了一种全景相机的多场景标定的系统，包括参数标定模块、方程生成模块以及映射模块，其中，参数标定模块用于标定所有全景相机的内部参数和外部参数，其中，内部参数包括视场角（FieldofView,FOV）；方程生成模块用于依据内部参数和外部参数，将所有全景相机的所有像素点投影到一个以空间三维坐标系（OXYZ）原点为圆心O，半径为D的球面上，并生成所有全景相机中单一全景相机的重投影方程，其中，重投影方程中包括多个系数，多个系数包括视场角（FOV）；映射模块用于依据重投影方程，保持重投影方程中除视场角（FOV）外所有参数不变，不断改变视场角（FOV）的值，进而改变所有全景相机的所有像素点到球面上点的映射关系，依据映射关系，标定出多场景下不同距离像素点在球面上的准确坐标。优选的，改变视场角（FOV）的值后的变化规律为：视场角（FOV）越小，像素点越近，视场角（FOV）越大，像素点越远。优选的，内部参数还包括焦距（f）、光心坐标（xc,yc），畸变参数（b），外部参数包括所有全景相机的相机坐标系（OiXiYiZi）原点Oi相对所述空间三维坐标系（OXYZ）的原点坐标O的相对位置，以及所述所有全景相机的相机坐标系（OiXiYiZi）相对所述空间三维坐标系（OXYZ）的俯仰角（Pitch）、偏航角（Yaw）、翻滚角（Roll），其中，i=1,2,...,n；n为正整数。优选的，重投影方程为(x,y,z)=FuncitonR(x’,y’,f,FOV,xc,yc,b,Pitch,Yaw,Roll,D)，其中，(x,y,z)为重投影后球面上点在空间三维坐标系（OXYZ）下的坐标，（x’,y’）为像素点在单一全景相机的像素坐标。本专利技术实施例中，提供了一种全景相机的多场景标定的系统，通过改变全景拍摄设备中每个相机模组全局或局部视场角参数FOV，进而实现由小场景标定参数生成多尺度场景标定参数的方法，解决了全景相机一次标定适用所有场景的问题，对标定设备小型化、提高量产效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本专利技术实施例公开的一种全景相机的多场景标定方法一实施方式的流程图；图2是本专利技术实施例公开的全景相机的多场景标定设备一实施方式的实例图；图3是本专利技术实施例公开的一种全景相机的多场景标定系统一实施方式的结构图。主要元件符号说明参数标定模块10方程审查模块20映射模块30具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本专利技术实施例提供了一种全景相机的多场景标定方法及系统，通过改变全景拍摄设备中每个相机模组全局或局部视场角参数FOV，进而实现由小场景标定参数生成多尺度场景标定参数的方法，解决了全景相机一次标定适用所有场景的问题，对标定设备小型化、提高量产效率。请参阅图1，图1是本专利技术实施例公开的一种全景相机的多场景标定方法一实施方式的流程图。如图1所示，本专利技术实施例公开的一种全景相机的多场景标定方法的步骤包括：步骤S100，标定所有全景相机的内部参数；步骤S102，标定所有全景相机的外部参数；步骤S104，依据内部参数和外部参数，生成重投影方程；步骤S106，依据重投影方程，标定出多场景下不同距离像素点在球面上的准确坐标。在本实施方式中，全景相机可以且不限于为单目全景相机，双目全景相机或者多目全景相机，具体而言，如ins本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全景相机的多场景标定方法，其特征在于，所述方法包括：分别标定所有全景相机的内部参数，其中，所述内部参数包括视场角（Field of View, FOV）；分别标定所述所有全景相机的外部参数；依据所述内部参数和外部参数，将所述所有全景相机的所有像素点投影到一个以空间三维坐标系（OXYZ）原点为圆心O，半径为D的球面上，并生成所述所有全景相机中单一全景相机的重投影方程，其中，所述重投影方程中包括多个系数，所述多个系数包括所述视场角（FOV）；依据所述重投影方程，保持所述重投影方程中除所述视场角（FOV）外所有参数不变，不断改变所述视场角（FOV）的值，进而改变所述所有全景相机的所有像素点到所述球面上点的映射关系；依据所述映射关系，标定出多场景下不同距离像素点在所述球面上的准确坐标。

【技术特征摘要】
1.一种全景相机的多场景标定方法，其特征在于，所述方法包括：分别标定所有全景相机的内部参数，其中，所述内部参数包括视场角（FieldofView,FOV）；分别标定所述所有全景相机的外部参数；依据所述内部参数和外部参数，将所述所有全景相机的所有像素点投影到一个以空间三维坐标系（OXYZ）原点为圆心O，半径为D的球面上，并生成所述所有全景相机中单一全景相机的重投影方程，其中，所述重投影方程中包括多个系数，所述多个系数包括所述视场角（FOV）；依据所述重投影方程，保持所述重投影方程中除所述视场角（FOV）外所有参数不变，不断改变所述视场角（FOV）的值，进而改变所述所有全景相机的所有像素点到所述球面上点的映射关系；依据所述映射关系，标定出多场景下不同距离像素点在所述球面上的准确坐标。2.根据权利要求1所述的全景相机的多场景标定方法，其特征在于，所述改变所述视场角（FOV）的值后的变化规律为：所述视场角（FOV）越小，所述像素点越近，所述视场角（FOV）越大，所述像素点越远。3.根据权利要求1所述的全景相机的多场景标定方法，其特征在于，所述内部参数还包括焦距（f）、光心坐标（xc,yc），畸变参数（b），所述外部参数包括所述所有全景相机的相机坐标系（OiXiYiZi）原点Oi相对所述空间三维坐标系（OXYZ）的原点坐标O的相对位置，以及所述所有全景相机的相机坐标系（OiXiYiZi）相对所述空间三维坐标系（OXYZ）的俯仰角（Pitch）、偏航角（Yaw）、翻滚角（Roll），其中，i=1,2,...,n；n为正整数。4.根据权利要求3所述的全景相机的多场景标定方法，其特征在于，所述重投影方程为(x,y,z)=FuncitonR(x’,y’,f,FOV,xc,yc,b,Pitch,Yaw,Roll,D)，其中，所述(x,y,z)为重投影后球面上点在所述空间三维坐标系（OXYZ）下的坐标，所述（x’,y’）为所述像素点在所述单一全景相机的像素坐标。5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚辉，王士博，
申请(专利权)人：深圳市圆周率软件科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44