一种基于平面同心圆的相机标定的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于平面同心圆的相机标定的计算方法，包括如下步骤：(1)基于一对圆锥二次曲线的共同自极三角形，通过线性的方法获得圆环点；(2)基于多个同心圆转台运动的单视图相机标定约束求解；(3)基于增加重复的局部靶标图案模式获得更多约束的相机校准方案。本发明专利技术属于图像处理技术领域，本发明专利技术利用单幅图像中多个同心圆之间与转台相似的关系，可自动实现计算三个以上参数的相机标定，相机标定过程操作简单，一次标定只需要拍摄一幅同心圆标定板图片，节省了相机标定操作的时间，且本方案方法简单，计算方便，没有二次方程的求解。

【技术实现步骤摘要】
一种基于平面同心圆的相机标定的计算方法
本专利技术属于图像处理
，具体是指一种基于平面同心圆的相机标定的计算方法。
技术介绍
相机标定在计算机摄影测量、三维重建等领域有着重要的应用。但是，在实际应用中，利用平面标定物来标定相机的方法往往需要拍摄多张图来完成多参数的相机标定。如果只有单幅图像，要恢复相机参数的话，需要假设已知图像主轴点的位置，并且只能恢复出一个参数，如相机焦距。因此原有的技术基础无法解决单幅图像下多相机参数的校准，这是因为原有的技术基础只利用单个平面内的几何不变量，而忽视了求解平面外的不变量。
技术实现思路
为解决上述单幅图像下多参数的相机校准难题，本专利技术类比转台运动，提出了一种模拟同心圆转台运动的标定板设计，1)利用两个同心圆之间关系特征线性求解支持平面的圆环点、同心圆圆心等参数；2)利用同心圆转台运动自动获取转台运动旋转轴、支持平面法向消失点。通过以上方法获得的约束，可以标定四个参数的相机，满足大部分应用对相机标定的要求。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于平面同心圆的相机标定的计算方法，包括如下步骤：(1)基于一对圆锥二次曲线的共同自极三角形，通过线性的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于平面同心圆的相机标定的计算方法，其特征在于，只需要单幅同心圆图像就能完成三个和四个相机内参的标定，本专利技术采用的技术方案包括如下步骤：(1)基于一对圆锥二次曲线的共同自极三角形，通过线性的方法获得圆环点；圆环点的对偶曲线

【技术特征摘要】
1.一种基于平面同心圆的相机标定的计算方法，其特征在于，只需要单幅同心圆图像就能完成三个和四个相机内参的标定，本发明采用的技术方案包括如下步骤：(1)基于一对圆锥二次曲线的共同自极三角形，通过线性的方法获得圆环点；圆环点的对偶曲线是一个秩为2的退化曲线，它包含两个圆环点I和J；基于圆环点位于平面消失线上的性质，可推出圆环点的对偶曲线的零空间，即为平面无穷远直线l∞，并且圆环点对偶曲线图像的零空间即为平面消失线通过上述约束，一旦获得圆环点对偶曲线图像圆环点图像i，j可通过对进行奇异值分解而得到；要获得圆环点的对偶曲线图像考虑对于一对同心圆C1和C2，与它们的公共极点o和公共极线l的关系可分别表示为和由于C1和C2是同心圆，它们的矩阵可逆，也即两式相减，可得因此，式中公共极线l有三个解，分别是和的三个一般特征向量，也是同心圆C1和C2的公共自极三角形的三条边；而未知标量γ是对应于l的三个一般特征根，其中有两个相等，即γ1＝γ2≠γ3；而不等的一般特征根γ3对应的一般特征向量l3恰为该平面的无穷远直线l∞；因此，在透视投影下，可得同心圆图像和和平面消失线的关系，由(2)和对偶曲线图像可以直接得到圆环点对偶曲线图像的表达式；因此可以通过奇异值分解较准确的获得圆环点图像i，j，可将它们代入到有关绝对二次曲线ω的两个独立的线性约束中，iTωi＝0和jTωj＝0(3)；(2)基于多个同心圆转台运动的单视图相机标定约束求解；首先将五个等尺寸同心圆按一定角度排列在一个圆上，模拟双镜面反射的运动设置，为单视图相机自校准带来一个新约束，从而校准三个参数的相机；其次，由于双镜面反射运动相似于转台...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧，
申请(专利权)人：北京师范大学香港浸会大学联合国际学院，
类型：发明
国别省市：广东,44