The invention discloses a calibration method for a telecentric axis-shifting camera, which comprises: establishing a calibration model according to the images collected by the telecentric axis-shifting camera; calibrating the internal parameters of the model including the tilt angle, rotation angle and lens magnification of the telecentric axis-shifting camera; obtaining the internal parameters of the calibration model according to the technical parameters of the telecentric axis-shifting camera; According to the internal parameters of the calibration model, the external parameters of the calibration model are obtained, and the lens distortion model of the telecentric axis-shifting camera is established. In addition, a calibration system for telecentric moving axis camera is also disclosed. The calibration method and system mentioned above have universality and high precision for the calibration of the existing telecentric axis-shifting cameras.
【技术实现步骤摘要】
一种远心移轴相机标定方法和系统
本专利技术涉及相机标定领域,尤其涉及一种远心移轴相机标定方法和系统。
技术介绍
远心镜头具有大景深、低畸变等显著优点,且在一定的物距范围内物像倍率恒定不变,消除了普通成像镜头的视差问题,因而,非常适合用于复杂微小结构的精确成像。但由于只有平行于光轴的光线才能进入远心镜头成像,使得视场受限于远心镜头的孔径大小,约为几十个mm,导致远心镜头无法适用于大视场、大景深的三维成像。根据Scheimpflug原理,远心镜头与成像面倾斜的话可以增加成像的景深。因而,为了增加成像景深,可在远心镜头与相机之间加入Scheimpflug调整器,构成远心移轴相机。这样,对基于Scheimpflug原理的三维成像系统研究的关键是针对对应的远心移轴相机进行标定。文献《Anaccuratecalibrationmethodforacamerawithtelecentriclenses,OpticsandLasersinEngineering51(5),538-541(2013).》中提出了一种远心移轴相机标定方法,但在该标定方法的标定模型中没有考虑远心移轴相机的倾斜角度和旋转角度,因而,该标定模型并不能真实、完全地反映远心移轴相机的特性,由此计算得到的标定结果精度较低,利用该标定结果对原始图像进行矫正后的矫正质量也较低。另外,文献《DistortioncorrectionformicroscopicfringeprojectionsystemwithScheimpflugtelecentriclens,Appl.Opt.54,10055-10062,2 ...
【技术保护点】
1.一种远心移轴相机标定方法,其特征在于,包括:根据远心移轴相机采集的图像建立标定模型,所述标定模型的内参包括所述远心移轴相机的倾斜角度、旋转角度和镜头放大倍率;根据所述远心移轴相机的技术参数获取所述标定模型的内参;根据所述标定模型的内参计算得到所述标定模型的外参;建立远心移轴相机的镜头畸变模型,并计算得到所述镜头畸变模型的参数以及优化后的内参和外参。
【技术特征摘要】
1.一种远心移轴相机标定方法,其特征在于,包括:根据远心移轴相机采集的图像建立标定模型,所述标定模型的内参包括所述远心移轴相机的倾斜角度、旋转角度和镜头放大倍率;根据所述远心移轴相机的技术参数获取所述标定模型的内参;根据所述标定模型的内参计算得到所述标定模型的外参;建立远心移轴相机的镜头畸变模型,并计算得到所述镜头畸变模型的参数以及优化后的内参和外参。2.根据权利要求1所述的远心移轴相机标定方法,其特征在于,所述标定模型如下:其中,1≤i≤N,N为采集的图像幅数,(ui,vi)为第i幅图像的像素坐标,(XiW,YiW)为第i幅图像的世界坐标,为第i幅图像对应的旋转平移矩阵,du、dv为所述远心移轴相机的像素尺寸且du=dv,(u0,v0)为像素单位下的主点坐标,α、β、m分别为所述远心移轴相机的倾斜角度、旋转角度和镜头放大倍率,Rtilt(α,β)为包括α、β的3×3矩阵。3.根据权利要求2所述的远心移轴相机标定方法,其特征在于,所述标定模型中的矩阵Rtilt表达式如下:4.根据权利要求2所述的远心移轴相机标定方法,其特征在于,所述标定模型中的矩阵Rtilt表达式如下:其中,d为所述远心移轴相机的镜头焦距。5.根据权利要求2~4任一项所述的远心移轴相机标定方法,其特征在于,所述根据所述标定模型的内参计算得到所述标定模型的外参的步骤包括:初始化图像对应的旋转平移矩阵;根据所述标定模型建立第一非线性优化目标函数;利用非线性优化算法优化所述第一非线性优化目标函数,计算得到图像对应的外参。6.根据权利要求2所述的远心移轴相机标定方法,其特征在于,N的取值为...
【专利技术属性】
技术研发人员:李东,刘晓莉,陈烔,田劲东,田勇,
申请(专利权)人:深圳大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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