摄像机3D标定方法及终端技术

本发明专利技术公开了一种摄像机3D标定方法及终端，方法包括：首先计算得到摄像机矩阵，然后根据已知实际长度的两条不平行线段计算得到两个缩放因子，根据摄像机矩阵和两个缩放因子就可以计算得到摄像机的标定矩阵；对车辆进行3D重构后，通过摄像机的标定矩阵、长边和宽边就可以计算得到车辆的真实长度和宽度，然后通过像素比例就可以计算得到车辆的真实高度。本发明专利技术可以准确计算得到车辆的信息，从而指导我们进行准确的道路状况分析。

Camera 3D Calibration Method and Terminal

【技术实现步骤摘要】
摄像机3D标定方法及终端
本专利技术涉及电子信息
，尤其涉及一种摄像机3D标定方法及终端。
技术介绍
随着相机和处理器的成本不断下降，基于视觉的感测正在成为传统传感器用于采集交通数据的替代方案。许多研究和商业系统都通过对视频的分析得到了一系列我们所感兴趣的信息，比如道路占有率、车速、车型和事件检测等。为了基于视觉系统来测量车辆的速度等信息，必须有一个从图像中的像素到世界坐标的映射。图像坐标系与世界坐标系的映射关系是通过一系列的摄像机内外参数来定义的，因此，必须对摄像机进行标定，其标定的准确性将直接影响最终的测量结果。现有技术中，不能准确计算出图像中车辆的长、宽、高，那么对于道路占有率等的计算也将不准确。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种摄像机3D标定方法及终端，可以准确计算出车辆的长、宽、高。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种摄像机3D标定方法，包括：获取摄像机的历史图像信息；根据所述历史图像信息建立图像坐标系；在所述图像坐标系中分别获取主点和三个的消失点的图像坐标；根据摄像机的焦距和所述主点的图像坐标计算得到摄像机的内部参数矩阵；根据所述内部参数矩阵和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；根据所述历史图像信息选择两条不平行的参考线段；分别获取两条的所述参考线段的端点图像坐标和真实长度信息；根据所述端点图像坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子；根据所述摄像机矩阵、第一缩放因子和第二缩放因子计算得到摄像机的标定矩阵；获取摄像机的当前图像信息；对所述当前图像信息中的车辆进行3D形状重构，得到重构信息，所述重构信息包括车辆的长边、宽边和高边；根据所述长边、宽边和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度；分别获取所述当前图像信息中车辆底边的像素长度和高边的像素长度；根据所述底边的真实长度、底边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度。本专利技术采用的另一技术方案为：一种摄像机3D标定终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：获取摄像机的历史图像信息；根据所述历史图像信息建立图像坐标系；在所述图像坐标系中分别获取主点和三个的消失点的图像坐标；根据摄像机的焦距和所述主点的图像坐标计算得到摄像机的内部参数矩阵；根据所述内部参数矩阵和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；根据所述历史图像信息选择两条不平行的参考线段；分别获取两条的所述参考线段的端点图像坐标和真实长度信息；根据所述端点图像坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子；根据所述摄像机矩阵、第一缩放因子和第二缩放因子计算得到摄像机的标定矩阵；获取摄像机的当前图像信息；对所述当前图像信息中的车辆进行3D形状重构，得到重构信息，所述重构信息包括车辆的长边、宽边和高边；根据所述长边、宽边和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度；分别获取所述当前图像信息中车辆底边的像素长度和高边的像素长度；根据所述底边的真实长度、底边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度。本专利技术的有益效果在于：首先计算得到摄像机矩阵，然后根据已知实际长度的两条不平行线段计算得到两个缩放因子，根据摄像机矩阵和两个缩放因子就可以计算得到摄像机的标定矩阵；对车辆进行3D重构后，通过摄像机的标定矩阵、长边和宽边就可以计算得到车辆的真实长度和宽度，然后通过像素比例就可以计算得到车辆的真实高度。本专利技术可以准确计算得到车辆的信息，从而指导我们进行准确的道路状况分析。附图说明图1为本专利技术实施例一的摄像机3D标定方法的流程图；图2为本专利技术实施例二的摄像机3D标定终端的示意图；标号说明：100、摄像机3D标定终端；1、存储器；2、处理器。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：首先计算得到摄像机的标定矩阵，然后对车辆进行3D重构，根据重构后的重构信息和标定矩阵就可准确计算出车辆的长宽高。请参照图1，一种摄像机3D标定方法，包括：获取摄像机的历史图像信息；根据所述历史图像信息建立图像坐标系；在所述图像坐标系中分别获取主点和三个的消失点的图像坐标；根据摄像机的焦距和所述主点的图像坐标计算得到摄像机的内部参数矩阵；根据所述内部参数矩阵和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；根据所述历史图像信息选择两条不平行的参考线段；分别获取两条的所述参考线段的端点图像坐标和真实长度信息；根据所述端点图像坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子；根据所述摄像机矩阵、第一缩放因子和第二缩放因子计算得到摄像机的标定矩阵；获取摄像机的当前图像信息；对所述当前图像信息中的车辆进行3D形状重构，得到重构信息，所述重构信息包括车辆的长边、宽边和高边；根据所述长边、宽边和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度；分别获取所述当前图像信息中车辆底边的像素长度和高边的像素长度；根据所述底边的真实长度、底边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：首先计算得到摄像机矩阵，然后根据已知实际长度的两条不平行线段计算得到两个缩放因子，根据摄像机矩阵和两个缩放因子就可以计算得到摄像机的标定矩阵；对车辆进行3D重构后，通过摄像机的标定矩阵、长边和宽边就可以计算得到车辆的真实长度和宽度，然后通过像素比例就可以计算得到车辆的真实高度。本专利技术可以准确计算得到车辆的信息，从而指导我们进行准确的道路状况分析。进一步的，所述根据所述端点图像坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子具体为：根据摄像机矩阵对所述端点图像坐标进行转化，得到转化坐标；根据所述转化坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子。进一步的，所述根据所述长边、宽边和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度具体包括：分别获取所述长边和宽边在图像坐标系中的端点坐标信息；根据所述端点坐标信息和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度。由上述描述可知，对图像坐标系中线段的端点坐标分别通过标定矩阵进行变换，得到变换后的坐标，通过变换后的坐标即可得到线段的真实长度。进一步的，所述车辆底边的像素长度包括长边的像素长度和宽边的像素长度，所述根据所述底边的真实长度、底边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度具体包括：根据长边的真实长度、长边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度；或者根据宽边的真实长度、宽边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度。由上述描述可知，可以根据长边和短边与高边的像素比来计算高边的真实长度。进一步的，所述在所述图像坐标系中分别获取主点和三个的消失点的图像坐标之前还包括：根据所述历史图像信息分别获取三对消失点方向；根据三对的所述消失点方向计算得到三个的消失点。由上述描述可知，消失点即一对消失点方向的交点，当摄像机是往前下方看时，重力方向的一对消失点方向是没有交点的，为无穷大。请参照图2，本专利技术涉及的另一技术方案为：一种摄像机3D标定终端100，包括存储器1、处理器2以及存储在所述存储器1中并可在处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄像机3D标定方法，其特征在于，包括：获取摄像机的历史图像信息；根据所述历史图像信息建立图像坐标系；在所述图像坐标系中分别获取主点和三个的消失点的图像坐标；根据摄像机的焦距和所述主点的图像坐标计算得到摄像机的内部参数矩阵；根据所述内部参数矩阵和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；根据所述历史图像信息选择两条不平行的参考线段；分别获取两条的所述参考线段的端点图像坐标和真实长度信息；根据所述端点图像坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子；根据所述摄像机矩阵、第一缩放因子和第二缩放因子计算得到摄像机的标定矩阵；获取摄像机的当前图像信息；对所述当前图像信息中的车辆进行3D形状重构，得到重构信息，所述重构信息包括车辆的长边、宽边和高边；根据所述长边、宽边和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度；分别获取所述当前图像信息中车辆底边的像素长度和高边的像素长度；根据所述底边的真实长度、底边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度。

【技术特征摘要】
1.一种摄像机3D标定方法，其特征在于，包括：获取摄像机的历史图像信息；根据所述历史图像信息建立图像坐标系；在所述图像坐标系中分别获取主点和三个的消失点的图像坐标；根据摄像机的焦距和所述主点的图像坐标计算得到摄像机的内部参数矩阵；根据所述内部参数矩阵和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；根据所述历史图像信息选择两条不平行的参考线段；分别获取两条的所述参考线段的端点图像坐标和真实长度信息；根据所述端点图像坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子；根据所述摄像机矩阵、第一缩放因子和第二缩放因子计算得到摄像机的标定矩阵；获取摄像机的当前图像信息；对所述当前图像信息中的车辆进行3D形状重构，得到重构信息，所述重构信息包括车辆的长边、宽边和高边；根据所述长边、宽边和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度；分别获取所述当前图像信息中车辆底边的像素长度和高边的像素长度；根据所述底边的真实长度、底边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度。2.根据权利要求1所述的摄像机3D标定方法，其特征在于，所述根据所述端点图像坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子具体为：根据摄像机矩阵对所述端点图像坐标进行转化，得到转化坐标；根据所述转化坐标和真实长度信息计算得到第一缩放因子和第二缩放因子。3.根据权利要求1所述的摄像机3D标定方法，其特征在于，所述根据所述长边、宽边和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度具体包括：分别获取所述长边和宽边在图像坐标系中的端点坐标信息；根据所述端点坐标信息和摄像机的标定矩阵计算得到所述长边和宽边对应的真实长度。4.根据权利要求1所述的摄像机3D标定方法，其特征在于，所述车辆底边的像素长度包括长边的像素长度和宽边的像素长度，所述根据所述底边的真实长度、底边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度具体包括：根据长边的真实长度、长边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度；或者根据宽边的真实长度、宽边的像素长度和高边的像素长度计算得到高边的真实长度。5.根据权利要求1所述的摄像机3D标定方法，其特征在于，所述在所述图像坐标系中分别获取主点和三个的消失点的图像坐标之前还包括：根据所述历史图像信息分别获取三对消失点方向；根据三对的所述消失点方向计算得到三个的消失点。6.一种摄像机3D标定终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：亢晓斌，张宇，刘东剑，
申请(专利权)人：深圳金三立视频科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44