一种远心相机标定方法技术

本发明专利技术属于光学测量技术领域，并公开了一种远心相机标定方法，包括如下步骤：(1)在远心相机的投影系统中建立世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系；(2)提取远心相机所拍摄的标定板图像中的特征点，求解内参数；(3)获取标定点的实际图像坐标系坐标与考虑远心相机畸变时标定点在世界坐标系中的坐标投影到图像坐标系中的坐标的差值，采用列文伯格‑马夸尔特算法对所述差值求最小值，并获得在所述最小值下的远心相机畸变系数。本发明专利技术提供的这种远心相机标定方法能够精确的获得远心相机的内参数和外参数，提高远心相机的标定精度。

【技术实现步骤摘要】
一种远心相机标定方法
本专利技术属于光学测量
，更具体地，涉及一种远心相机标定方法。
技术介绍
CCD(电荷耦合器件)成像技术作为光学测量的一种，是计算机视觉的重点研究方向，而相机标定是CCD成像技术中必不可少的步骤。相机标定的过程就是对相机的内、外参数进行估计的过程，即估计相机的内参数，如焦距、放大率、畸变系数等，外参数包括相机相对于世界坐标系的旋转矩阵和平移矢量以及多相机立体视觉系统中相机之间的相对位姿。精确标定相机内、外参数可以直接提高测量精度。由于远心镜头具有放大率恒定、镜头畸变小以及消除了透视误差等诸多优点，装配远心镜头的相机(即远心相机)相对于装配常规镜头的相机(即针孔相机)有着不可比拟的优势，远心相机在基于CCD的精密测量领域扮演着重要的角色。现有相机标定方法主要是针对针孔相机的，包括传统的相机标定方法、相机自标定方法和基于主动视觉的标定方法。传统的相机标定方法精度高，但标定的速度较慢；相机自标定法标定相机仅需要用到相机运动过程中多幅环境图像之间的对应关系，并不需要特定的标定参照物；相对于传统的相机标定方法，其算法不足之处在于鲁棒性较差。基于主动视觉的相机标定方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远心相机标定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在远心相机的投影系统中建立世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系；根据所述相机坐标系与图像坐标系的位置关系获得相机坐标系到图像坐标系的转换矩阵；根据所述图像坐标系与像素坐标系的位置关系获得图像坐标系到像素坐标系的转换矩阵；根据公制与像素的计算单位换算关系获取将以公制为单位的像素坐标系到以像素为单位的像素坐标系的转换矩阵；根据世界坐标系到相机坐标系的旋转矩阵与世界坐标系到相机坐标系位移矢量确定世界坐标系到相机坐标系的转换矩阵；通过将所述的转换矩阵合并获得远心相机投影模型；(2)提取远心相机所拍摄的标定板图像中的特征点，根据特征点在像素...

【技术特征摘要】
1.一种远心相机标定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在远心相机的投影系统中建立世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系；根据所述相机坐标系与图像坐标系的位置关系获得相机坐标系到图像坐标系的转换矩阵；根据所述图像坐标系与像素坐标系的位置关系获得图像坐标系到像素坐标系的转换矩阵；根据公制与像素的计算单位换算关系获取将以公制为单位的像素坐标系到以像素为单位的像素坐标系的转换矩阵；根据世界坐标系到相机坐标系的旋转矩阵与世界坐标系到相机坐标系位移矢量确定世界坐标系到相机坐标系的转换矩阵；通过将所述的转换矩阵合并获得远心相机投影模型；(2)提取远心相机所拍摄的标定板图像中的特征点，根据特征点在像素坐标系与世界坐标系中的对应关系，采用Tsai两步标定方法，首先根据所述远心相机投影模型建立超定线性方程、并利用最小二乘法解超定线性方程来获得外参数，再根据世界坐标系到相机坐标系的旋转矩阵以及特征点在图像坐标系中的图像坐标点求解内参数；所述内参数包括远心相机的放大倍率而不包括远心相机的畸变系数；(3)获取标定点的实际图像坐标系坐标与考虑远心相机畸变时标定点在世界坐标系中的坐标投影到图像坐标系中的坐标的差值，采用列文伯格-马夸尔特算法对所述差值求最小值，并获得在所述最小值下的远心相机畸变系数。2.如权利要求1所述的远心相机标定方法，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖广兰，刘强，陈科鹏，史铁林，汤自荣，王西彬，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42