一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法，具体包括以下步骤，步骤S1：设计编码序列；步骤S2：建立全局坐标系；步骤S3：分别进行两两摄像机的局部标定，利用两摄像机采集一组正交编码条纹图像I

【技术实现步骤摘要】
一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法
本专利技术属于多摄像摄像
，具体地说，本专利技术涉及一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法。
技术介绍
多摄像机系统广泛应用于安防监控、目标跟踪、工业测量、自主导航等领域，其中一个关键问题是多摄像机标定，以确定各个摄像机的内参数(如焦距、主点、畸变等)和外参数(如旋转矩阵、平移向量等)，其标定精度将直接影响着多摄像机系统的性能。传统标靶按照维度可划分为：一维标靶、二维标靶和三维标靶。相比之下，二维标靶加工和维护较为简单，应用最为广泛。常用的二维标靶包括棋盘格和圆点阵列，其中棋盘格的特征点是角点，圆点阵列的特征点是圆心，它们的提取精度均受灰度影响较大，进而影响着摄像机标定精度。许多学者设计了不同种类的相位标靶，包括相移条纹、相移圆条纹和正交条纹等，其共同点在于从标靶相位分布中提取特征点。其中，相移条纹和相移圆条纹利用相移法计算其相位，但相移法一般需要多幅条纹，因此在标定过程中，摄像机需要保持固定，每个摄像机方位需要拍摄多幅条纹图像，比较耗时耗力。r>其中，正交条纹利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法，其特征在于：具体包括以下步骤，/n步骤S1：设计编码序列，并根据编码序列将若干个编码点嵌入到正交条纹中，生成正交编码条纹I(x,y)；然后将正交编码条纹显示于液晶屏幕上或打印于白色平面板上，作为相位标靶；/n步骤S2：将多摄像机系统中与其他摄像机的视场重叠较多的摄像机选为基准摄像机，以该基准摄像机坐标系建立全局坐标系，其中根据摄像机的视场重叠度大小，将多摄像机中重叠度较多的两两摄像机划分为一组；/n步骤S3：分别进行两两摄像机的局部标定，将正交编码条纹置于两摄像机视场范围之内，两摄像机中包括一个基准摄像机或已完成局部标定的摄像机；改变正交编码条纹...

【技术特征摘要】
1.一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法，其特征在于：具体包括以下步骤，
步骤S1：设计编码序列，并根据编码序列将若干个编码点嵌入到正交条纹中，生成正交编码条纹I(x,y)；然后将正交编码条纹显示于液晶屏幕上或打印于白色平面板上，作为相位标靶；
步骤S2：将多摄像机系统中与其他摄像机的视场重叠较多的摄像机选为基准摄像机，以该基准摄像机坐标系建立全局坐标系，其中根据摄像机的视场重叠度大小，将多摄像机中重叠度较多的两两摄像机划分为一组；
步骤S3：分别进行两两摄像机的局部标定，将正交编码条纹置于两摄像机视场范围之内，两摄像机中包括一个基准摄像机或已完成局部标定的摄像机；改变正交编码条纹的摆放方位，每个摆放方位下利用两摄像机采集一组正交编码条纹图像Ia(u,v),Ib(u,v)，至少拍摄三组图像；
步骤S4：对于一个正交编码条纹图像I(u,v)，计算其在水平/垂直方向上的绝对展开相位Φu(u,v),Φv(u,v)；
步骤S5：根据绝对展开相位Φu(u,v),Φv(u,v)，建立正交编码条纹图像I(u,v)中每个像素点的图像坐标(u,v)和世界坐标(X,Y,Z)的一一映射关系；建立摄像机投影方程，求解出两摄像机的内部参数和外部参数；
步骤S6:重复步骤S3-S5，直到多摄像机系统中每个摄像机都完成了局部标定；最后利用两两摄像机间的外部参数，将所有摄像机统一至全局坐标系下，实现多摄像机系统的全局标定。


2.根据权利要求1所述的一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法，其特征在于：所述步骤S1中，嵌入编码点之前的正交编码条纹的标靶强度可表示为：
I(x,y)＝0.5+0.25cos(2πx/px)+0.25cos(2πy/py)
其中(x,y)表示标靶坐标；px和py分别表示水平/垂直方向上的条纹周期；嵌入编码点之前的正交编码条纹图像强度可表示为：
I(u,v)＝A(u,v)+Bu(u,v)cos[φu(u,v)]+Bv(u,v)cos[φv(u,v)]
其中(u,v)表示图像坐标；A(u,v)表示背景强度；Bu(u,v)和Bv(u,v)分别表示水平/垂直方向上的调制强度。


3.根据权利要求1所述的一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法，其特征在于：所述步骤S3中，两两摄像机的局部标定，两摄像机视场部分重叠或没有重叠，但两摄像机均可以采集到正交编码条纹的部分图像或全部图像。


4.根据权利要求1所述的一种基于正交编码条纹的多摄像机全局标定方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括以下步骤，
步骤S41：对正交编码条纹图像I(u,v)进行傅里叶分析，分别计算出水平/垂直方向上的截断相位φu(u,v),φv(u,v)；
步骤S42：分别对截断相位φu(u,v),φv(u,v)进行局部相位展开，计算出水平/垂直方向上的局部展开相位Φ′u(u,v),Φ′v(u...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉伟，刘路，唐七星，奚冬冬，陈向成，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34