摄影机位置确定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种摄影机位置确定方法及系统，其中，所述摄影机位置确定方法包括：在所述摄影机获取的影像上标定至少两个标识位；利用位置对准设备在所述摄影机的摄影近面上和摄影远面上分别对准所述至少两个标识位；获取所述位置对准设备在所述摄影近面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个近面三维坐标、在所述摄影远面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个远面三维坐标；对所述至少两个近面三维坐标和所述至少两个远面三维坐标进行几何处理得到所述摄影机的位置。利用该位置确定方法，确定摄影机的位置更为省时，且由于用户只需利用位置对准设备对准标识位，因而降低摄影机位置确定的难度。

【技术实现步骤摘要】
摄影机位置确定方法及系统
本专利技术涉及计算机视觉
，尤其涉及一种摄影机位置确定方法及系统。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。视频拍摄作为虚拟现实(VirtualReality，VR)技术的关键技术之一，视频的拍摄效果往往能在较大程度上影响用户的视觉体验，因而摄影机在虚拟场景中的位置、方向和视场角(fieldofvision，fov)的确定显得尤为重要。目前，为查找现实摄影机在虚拟场景中的位置，有采用如利用开源计算机视觉库(OpenSourceComputerVisionLibrary，简称opencv)里的棋盘查找摄影机的内参，再查找外参，耗时且局限较多，极大地限制相关技术的普及和推广。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种摄影机位置确定方法，以快速得到摄影机在虚拟场景中的位置。本专利技术提供一种摄影机位置确定方法，所述方法包括：在所述摄影机获取的影像上标定至少两个标识位；利用位置对准设备在所述摄影机的摄影近面上和摄影远面上分别对准所述至少两个标识位；获取所述位置对准设备在所述摄影近面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个近面三维坐标、在所述摄影远面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个远面三维坐标；对所述至少两个近面三维坐标和所述至少两个远面三维坐标进行几何处理得到所述摄影机的位置。进一步的，所述至少两个标识位包括第一标识位和第二标识位；所述至少两个近面三维坐标包括第一坐标、第二坐标，所述至少两个远面三维坐标包括第三坐标、第四坐标；所述第一标识位与所述第一坐标及所述第三坐标位置对应；所述第二标识位与所述第二坐标及所述第四坐标位置对应。进一步的，所述对所述至少两个近面三维坐标和所述至少两个远面三维坐标进行几何处理得到所述摄影机的位置包括：对所述第一坐标和所述第三坐标进行几何处理以得到经过所述第一坐标和所述第三坐标的第一直线；对所述第二坐标和所述第四坐标进行几何处理以得到经过所述第二坐标和所述第四坐标的第二直线；获取所述第一直线和所述第二直线的交点以得到所述摄影机的位置。进一步的，所述方法还包括：根据所述摄影机的位置得到所述摄影机在相机坐标系下的摄影机坐标；在所述至少两个标识位至影像的中心点距离相等时，利用所述摄影机坐标算取所述摄影机的视场角。进一步的，所述利用所述摄影机坐标算取所述摄影机的视场角包括：利用公式：y/v＝2*tan(fov/2)*z其中，fov表示所述摄影机的视场角；y表示摄影机在相机坐标系下的y轴分量；z表示在相机坐标系下的z轴分量；v表示在图像坐标系下，所述至少两个标识位中的一个标识位的y轴分量与所述摄像机获取的影像的中心的y轴分量差值的绝对值。进一步的，所述利用所述相机坐标系坐标算取所述摄影机的视场角包括：利用公式：x/u＝(y/v)*(cwidth/cheight)；y/v＝2*tan(fov/2)*z其中，fov表示所述摄影机的视场角；x表示摄影机在相机坐标系下的x轴分量；y表示摄影机在相机坐标系下的y轴分量；z表示在相机坐标系下的z轴分量；u表示在图像坐标系下，所述至少两个标识位中的一个标识位的x轴分量与所述摄像机获取的影像的中心的x轴分量差值的绝对值；v表示在图像坐标系下，所述至少两个标识位中的一个标识位的y轴分量与所述摄像机获取的影像的中心的y轴分量差值的绝对值；cwidth表示显示影像的宽度；cheight表示显示影像的高度。进一步的，所述根据所述摄影机的位置得到所述摄影机在相机坐标系下的摄影机坐标包括：对所述摄影机的位置进行矩阵转换处理得到所述摄影机在相机坐标系下的坐标。进一步的，所述方法还包括：利用所述第一直线和所述第二直线得到所述摄影机获取的影像的摄制方向。进一步的，“利用所述第一直线和所述第二直线得到所述摄影机获取的影像的摄制方向”包括：在所述交点与所述摄影机获取的影像的中心点位置对应，且自所述第一直线和所述第二直线形成的夹角的角平分线过所述中心点位置时，利用所述第一直线和所述第二直线的单位向量和算取所述摄影机的获取所述摄像机获取的影像的摄制方向。本专利技术还提供一种摄影机位置确定系统，所述系统包括：标定装置，用于在所述摄像机获取的影像上标定至少两个标识位；位置对准设备，用于在所述摄影机的摄影近面上和摄影远面上分别对准所述至少两个标识位；位置获取装置，用于获取所述位置对准设备在所述摄影近面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个近面三维坐标、在所述摄影远面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个远面三维坐标；处理装置，用于对所述至少两个近面三维坐标和所述至少两个远面三维坐标进行几何处理得到所述摄影机的位置。本专利技术提供的摄影机位置确定方法及系统，在摄影机获取摄像机获取的影像上确定至少两个位置任意且不相重合的至少两个标识位，之后利用位置对准设备在摄影机的摄影近面、摄影远面位置处对准标识位，在对准时即取得当前位置，所述当前位置包括世界坐标系的X轴、Y轴及Z轴分量。再根据取得的至少四个位置(在摄影近面两个、在摄影远面两个)求取摄影机的位置，整个过程不涉及查找摄影机的内参和外参，因而在确定摄影机的位置时更为省时，且由于用户只需利用位置对准设备对准标识位，因而降低摄影机位置确定的难度，进而降低拍摄虚拟现实视频的门槛，利于虚拟现实技术的普及和推广。进一步的，在获取得到摄影机的位置后，在所述至少两个标识位满足距影像中心等距的条件下，还可根据获取的所述至少四个三维坐标求取摄影机的视场角，用户可根据该视场角确定拍摄范围，并可利用该拍摄范围适当调整摄影机的镜头位置及方向。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式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是本专利技术第一实施方式的摄影机位置确定方法的流程图。图2是本专利技术第二实施方式的摄影机位置确定方法的流程图。图3是本专利技术一实施方式示例性的标识位及对准位置示意图。图4是本专利技术一实施方式的摄影机位置确定系统的示例性结构示意图。主要元件符号说明摄影机位置确定系统1标定装置11位置对准装置12位置获取装置13处理装置14坐标换转装置15视场角计算装置16摄制方向计算装置17如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。图1是本专利技术第一实施方式的摄影机位置确定方法的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄影机位置确定方法，其特征在于，所述方法包括：在所述摄影机获取的影像上标定至少两个标识位；利用位置对准设备在所述摄影机的摄影近面上和摄影远面上分别对准所述至少两个标识位；获取所述位置对准设备在所述摄影近面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个近面三维坐标、在所述摄影远面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个远面三维坐标；对所述至少两个近面三维坐标和所述至少两个远面三维坐标进行几何处理得到所述摄影机的位置。

【技术特征摘要】
1.一种摄影机位置确定方法，其特征在于，所述方法包括：在所述摄影机获取的影像上标定至少两个标识位；利用位置对准设备在所述摄影机的摄影近面上和摄影远面上分别对准所述至少两个标识位；获取所述位置对准设备在所述摄影近面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个近面三维坐标、在所述摄影远面上对准所述至少两个标识位时得到的至少两个远面三维坐标；对所述至少两个近面三维坐标和所述至少两个远面三维坐标进行几何处理得到所述摄影机的位置。2.如权利要求1所述的摄影机位置确定方法，其特征在于，所述至少两个标识位包括第一标识位和第二标识位；所述至少两个近面三维坐标包括第一坐标、第二坐标，所述至少两个远面三维坐标包括第三坐标、第四坐标；所述第一标识位与所述第一坐标及所述第三坐标位置对应；所述第二标识位与所述第二坐标及所述第四坐标位置对应。3.如权利要求2所述的摄影机位置确定方法，其特征在于，所述对所述至少两个近面三维坐标和所述至少两个远面三维坐标进行几何处理得到所述摄影机的位置包括：对所述第一坐标和所述第三坐标进行几何处理以得到经过所述第一坐标和所述第三坐标的第一直线；对所述第二坐标和所述第四坐标进行几何处理以得到经过所述第二坐标和所述第四坐标的第二直线；获取所述第一直线和所述第二直线的交点以得到所述摄影机的位置。4.如权利要求2所述的摄影机位置确定方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述摄影机的位置得到所述摄影机在相机坐标系下的摄影机坐标；在所述至少两个标识位至影像的中心点距离相等时，利用所述摄影机坐标算取所述摄影机的视场角。5.如权利要求4所述的摄影机位置确定方法，其特征在于，所述利用所述摄影机坐标算取所述摄影机的视场角包括：利用公式：y/v＝2*tan(fov/2)*z其中，fov表示所述摄影机的视场角；y表示摄影机在相机坐标系下的y轴分量；z表示在相机坐标系下的z轴分量；v表示在图像坐标系下，所述至少两个标识位中的一个标识位的y轴分量与所述摄像机获取的影像的中心的y轴分量差值的绝对值。6.如权利要求4所述的摄影机位置确定方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鑫，陶澍，张鹏，李锐，何川丰，
申请(专利权)人：重庆虚拟实境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50