一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法技术方案

本发明专利技术提供了一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，包括如下步骤：S1、各个摄像机分别采集棋盘格标定图像；S2、用张氏标定法对各个摄像机内部参数进行标定；S3、采用点光源作为目标物在公共视野内移动，各个摄像机同步采集包含所述点光源的图像；S4、基于欧几里得分层求解进行迭代优化得到基于世界坐标下的多摄像机旋转矩阵与摄像机中心向量；S5、利用多摄像机旋转矩阵与摄像机中心向量反求摄像机外部参数；S6、完成多摄像机系统标定。该方法可解决现有多摄像机标定与校正方法复杂的技术问题，使用简单，能够快速准确地实现低重叠视野或狭窄空间的多摄像机之间的标定。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法
本专利技术涉及计算机视觉
，更具体地说，涉及一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法。
技术介绍
在摄影测量以及机器视觉应用中，常通过多摄像机组合摄影突破单个摄像机测量丢失一个维度信息的限制，从而完成三维重建、全景图拼接等工作。为实现多摄像机组合工作确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，如何精确求解相机几何模型中的相机内外参数就是其中的关键技术。文献“ZhangZ.Flexiblecameracalibrationbyviewingaplanefromunknownorientations[C]//ProceedingsoftheSeventhIEEEInternationalConferenceonComputerVision.IEEE,2002.”中提出的一种利用平面棋盘格进行相机标定的实用方法。该方法介于摄影标定法和自标定法之间，标定过程仅需使用一个已知尺寸的棋盘格，从不同方向拍摄几组图片即可。可基于上述方法对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1、各个摄像机分别采集棋盘格标定图像；/nS2、用张氏标定法对各个摄像机内部参数进行标定；/nS3、采用点光源作为目标物在公共视野内移动，各个摄像机同步采集包含所述点光源的图像形成图像集；/nS4、基于欧几里得分层求解进行迭代优化得到基于世界坐标下的多摄像机旋转矩阵R

【技术特征摘要】
1.一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、各个摄像机分别采集棋盘格标定图像；
S2、用张氏标定法对各个摄像机内部参数进行标定；
S3、采用点光源作为目标物在公共视野内移动，各个摄像机同步采集包含所述点光源的图像形成图像集；
S4、基于欧几里得分层求解进行迭代优化得到基于世界坐标下的多摄像机旋转矩阵Ri与摄像机中心向量ci；
S5、利用多摄像机旋转矩阵与摄像机中心向量反求摄像机外部参数；
S6、根据各个摄像机的内部参数和外部参数，完成多摄像机系统标定。


2.根据权利要求1所述的适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，其特征在于：所述步骤S2，是指：
基于小孔成像摄像机模型，计算从图像坐标系到世界坐标系映射关系：



其中，m＝[u，v]T为二维图像点坐标，M＝[Xw，Yw，Zw]T为三维空间点坐标，其齐次坐标分别为Zc为世界坐标系到图像坐标系的尺度因子，K为摄像机内参矩阵；T为摄像机外参矩阵；(u0，v0)为像主点坐标，(αx，αy)焦距与像素横纵比的融合，γ为径向畸变参数；
对棋盘格标定图像进行角点检测，得到角点的图像坐标；已知棋盘格的角点空间结构和几何关系，以及棋盘格上所有角点的空间坐标满足共面约束，建立各棋盘格标定图像中角点的对应关系；
建立棋盘格三维坐标系，则棋盘格位于Zw＝0，记旋转矩阵R3×3的第i列为向量ri，则有



三维空间到图像的映射为：

H＝K[r1r2t3×1]
其中，H为单应性矩阵；单应性矩阵H通过一系列的角点坐标，利用最小二乘法得到；
对单应性矩阵H进行cholesky分解得到摄像机内部参数矩阵K。


3.根据权利要求1所述的适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，其特征在于：所述步骤S3，是指：
采用点光源作为目标物在公共视野内移动；点光源的移动方式是：分别沿每个摄像机镜头的纵向方向缓慢移动，其余摄像机采集包含所述点光源的图像，得到包含点光源运动轨迹的图像集。


4.根据权利要求1所述的适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，其特征在于：所述步骤S4，是指包括如下分步骤：
S41、检测点光源在图像中的位置；...

【专利技术属性】
技术研发人员：康文雄，张宇轩，杨伟力，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44