相机标定中内参获取的方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种相机标定中内参获取的方法及装置，涉及人工智能技术领域，尤其是自动驾驶技术领域，具体包括：获取相机的等高映射关系和相机模型；获取相机坐标系下多个观测点的坐标；对于任一个观测点的坐标，利用任一个观测点的坐标计算任一个观测点的相机入射角；利用任一个观测点的相机入射角和等高映射关系，匹配任一个观测点的成像高度；修改相机模型中的内参系数，直到相机模型中基于修改的内参系数计算得到的成像高度与多个观测点的成像高度满足预设的损失函数，得到相机标定中的内参系数，因此不需要依赖外部设备，实现方法简单，也不需要依赖棋盘格在空间中的分布情况，获取的标注内参较为准确。

Method and device of obtaining internal parameters in camera calibration

【技术实现步骤摘要】
相机标定中内参获取的方法及装置
本申请涉及计算机
的人工智能，尤其涉及一种相机标定中内参获取的方法及装置。
技术介绍
相机在较多的领域中都有普遍应用，例如安防、无人机、自动驾驶等领域都需要利用相机拍摄图像。相机内参标定是相机使用过程中的重要步骤之一，它在图像去畸变、图像拼接、单目/双目测距、视觉定位等方面起到了重要作用。现有技术中，常用的相机标定方法是基于棋盘格的标定技术，通过采集棋盘格图像，检测格子角点，建立二维(2dimensions，2d)图像与三维(3dimensions，3d)图像的映射关系，从而计算出相机的内参。但是，现有技术的标定方法需要依赖外部的棋盘格设备，实现较为繁琐，且标定需要采集不同位置的棋盘格数据，棋盘格在空间中的分布情况也会影响标定的精度。
技术实现思路
本申请实施例提供一种相机标定中内参获取的方法及装置，以解决现有技术中识别交通信号灯的准确度不高的技术问题。本申请实施例第一方面提供一种相机标定中内参获取的方法，包括：获取相机的等高映射关系和相机模型；所述等高映射关系用于表示相机入射角与成像高度的关系，所述相机模型中包括成像高度与内参系数的关联关系；获取相机坐标系下多个观测点的坐标；对于任一个观测点的坐标，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角；利用所述任一个观测点的相机入射角和所述等高映射关系，匹配所述任一个观测点的成像高度；修改所述相机模型中的内参系数，直到基于修改后的内参系数计算得到的成像高度与所述多个观测点的成像高度满足预设的损失函数，得到所述相机标定中的内参系数。这样，可以根据相机的等高映射关系、相机模型以及损失函数，自动获取相机的标注内参系数。不需要依赖外部设备，实现方法简单，也不需要依赖棋盘格在空间中的分布情况，获取的标注内参较为准确。可选的，所述方法还包括：利用所述内参系数对所述相机拍摄的图像去畸变。这样可以得到准确的图像。可选的，所述方法还包括：获取所述相机拍摄的第一图像和第二图像；计算所述第一图像和第二图像的特征点；利用所述内参系数、所述特征点在所述第一图像中的位置和所述特征点在所述第二图像中的位置，计算所述相机的位置转换。这样可以得到准确的相机位置转换。可选的，所述内参系数包括：焦距f，径向畸变系数：k1、k2和k3；对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：α＝tan-1(r)所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：h′＝r*(1+k1r2+k2r4+k3r6)*f。可选的，所述预设的损失函数为：(f，k1，k2，k3)＝argmin(loss)其中，n表示等高映射关系中存在n个映射关系，n为自然数，h表示利用所述α在所述等高映射关系中匹配的成像高度。这样可以得到对应于针孔模型的相机的准确的内参系数。可选的，所述内参系数包括：焦距f，折射畸变系数：k1、k2、k3和k4；对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：α＝tan-1(r)所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：h′＝α*(1+k1r2+k2r4+k3r6+k4r8)*f。可选的，所述预设的损失函数为：(f，k1，k2，k3，k4)＝argmin(loss)其中，n表示等高映射关系中存在n个映射关系，n为自然数，h表示利用所述α在所述等高映射关系中匹配的成像高度。这样可以得到对应于鱼眼等距模型的相机的准确的内参系数。可选的，所述内参系数包括：焦距f，折射畸变系数ζ，径向畸变系数k1、k2和k3；对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：α＝tan-1(r)所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：h′＝l*(1+k1l2+k2l4+k3l4)*f。可选的，所述预设的损失函数为：(f，ζ，k1，k2，k3)＝argmin(loss)其中，n表示等高映射关系中存在n个映射关系，n为自然数，h表示利用所述α在所述等高映射关系中匹配的成像高度。这样可以得到对应于鱼眼统一球模型的相机的准确的内参系数。本申请实施例第二方面提供一种相机标定中内参获取的装置，包括：获取模块，用于获取相机的等高映射关系和相机模型；所述等高映射关系用于表示相机入射角与成像高度的关系，所述相机模型中包括成像高度与内参系数的关联关系；以及，获取相机坐标系下多个观测点的坐标；计算模块，用于对于任一个观测点的坐标，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角；匹配模块，用于利用所述任一个观测点的相机入射角和所述等高映射关系，匹配所述任一个观测点的成像高度；训练模块，用于修改所述相机模型中的内参系数，直到基于修改后的内参系数计算得到的成像高度与所述多个观测点的成像高度满足预设的损失函数，得到所述相机标定中的内参系数。可选的，所述装置还包括：去畸变模块，用于利用所述内参系数对所述相机拍摄的图像去畸变。可选的，所述装置还包括：位置转换计算模块，用于获取所述相机拍摄的第一图像和第二图像；计算所述第一图像和第二图像的特征点；利用所述内参系数、所述特征点在所述第一图像中的位置和所述特征点在所述第二图像中的位置，计算所述相机的位置转换。可选的，所述内参系数包括：焦距f，径向畸变系数：k1、k2和k3；对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：α＝tan-1(r)所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：h′＝r*(1+k1r2+k2r4+k3r6)*f。可选的，所述预设的损失函数为：(f，k1，k2，k3)＝argmin(loss)其中，n表示等高映射关系中存在n个映射关系，n为自然数，h表示利用所述α在所述等高映射关系中匹配的成像高度。可选的，所述内参系数包括：焦距f，折射畸变系数：k1、k2、k3和k4；对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：α＝tan-1(r)所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：h′＝α*(1+k1r2+k2r4+k3r6+k4r8)*f本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相机标定中内参获取的方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取相机的等高映射关系和相机模型；所述等高映射关系用于表示相机入射角与成像高度的关系，所述相机模型中包括成像高度与内参系数的关联关系；/n获取相机坐标系下多个观测点的坐标；/n对于任一个观测点的坐标，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角；/n利用所述任一个观测点的相机入射角和所述等高映射关系，匹配所述任一个观测点的成像高度；/n修改所述相机模型中的内参系数，直到基于修改后的内参系数计算得到的成像高度与所述多个观测点的成像高度满足预设的损失函数，得到所述相机标定中的内参系数。/n

【技术特征摘要】
1.一种相机标定中内参获取的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取相机的等高映射关系和相机模型；所述等高映射关系用于表示相机入射角与成像高度的关系，所述相机模型中包括成像高度与内参系数的关联关系；
获取相机坐标系下多个观测点的坐标；
对于任一个观测点的坐标，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角；
利用所述任一个观测点的相机入射角和所述等高映射关系，匹配所述任一个观测点的成像高度；
修改所述相机模型中的内参系数，直到基于修改后的内参系数计算得到的成像高度与所述多个观测点的成像高度满足预设的损失函数，得到所述相机标定中的内参系数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用所述内参系数对所述相机拍摄的图像去畸变。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述相机拍摄的第一图像和第二图像；
计算所述第一图像和第二图像的特征点；
利用所述内参系数、所述特征点在所述第一图像中的位置和所述特征点在所述第二图像中的位置，计算所述相机的位置转换。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述内参系数包括：焦距f，径向畸变系数：k1、k2和k3；
对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：









α＝tan-1(r)
所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：
h′＝r*(1+k1r2+k2r4+k3r6)*f。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的损失函数为：



(f，k1，k2，k3)＝argmin(loss)
其中，n表示等高映射关系中存在n个映射关系，n为自然数，h表示利用所述α在所述等高映射关系中匹配的成像高度。


6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述内参系数包括：焦距f，折射畸变系数：k1、k2、k3和k4；
对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：









α＝tan-1(r)
所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：
h′＝α*(1+k1r2+k2r4+k3r6+k4r8)*f。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设的损失函数为：



(f，k1，k2，k3，k4)＝argmin(loss)
其中，n表示等高映射关系中存在n个映射关系，n为自然数，h表示利用所述α在所述等高映射关系中匹配的成像高度。


8.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述内参系数包括：焦距f，折射畸变系数ζ，径向畸变系数k1、k2和k3；
对于任一个观测点的坐标(x，y，z)，利用所述任一个观测点的坐标计算所述任一个观测点的相机入射角α，满足下述公式：









α＝tan-1(r)
所述相机模型中包括的成像高度h′与内参系数的关联关系为：



h′＝l*(1+k1l2+k2l4+k3l4)*f。


9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设的损失函数为：



(f，ζ，k1，k2，k3)＝argmin(loss)
其中，n表示等高映射关系中存在n个映射关系，n为自然数，h表示利用所述α在所述等高映射关系中匹配的成像高度。


10.一种相机标定中内参获取的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取相机的等高映射关系和相机模型；所述等高映射关系用于表示相机入射角与成像高度的关系，所述相机模型中包括成像高度与内参系数的关联关系；以及，获取相机坐标系下多个观测点的坐标；
计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩承志，唐逸之，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11