一种立体相机标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种立体相机标定方法及装置，该方法包括：提供散斑标定板；将散斑标定板置于双目立体相机的成像范围内采集至少16张散斑标定图像；测量复数个编码点的物理距离，并根据物理距离将散斑标定板划分成虚拟网格点阵，得到散斑标定板上的标定三维点的坐标；以任意一张散斑标定图像作为基准图像，提取基准图像上的编码点的中心，并按像素距离进行划分，得到基准图像上的标定二维点的坐标；对于其他非基准图像计算图像整体的位姿变换矩阵；根据位姿变换矩阵获取每一幅非基准图像上的标定二维点的坐标；采用标定三维点的坐标和标定二维点的坐标建立成像映射关系，计算双目立体相机的内外参数。本发明专利技术实现了高精度的立体相机标定。相机标定。相机标定。

【技术实现步骤摘要】
一种立体相机标定方法及装置


[0001]本专利技术涉及机器视觉中的立体相机标定
，尤其涉及一种基于散斑图案的立体相机标定方法及装置。

技术介绍

[0002]立体相机的标定是为了确定相机系统中各个相机的内、外参数及相机之间的相对外参数，该过程通常借助一块特制的标定靶面来完成，该标定靶面也称为标定板。标定板上有专门设计的图案，如目前常用的圆形网格点阵或编码特征点等，标定时立体相机在不同方位上采集有特征点图案的标定板图像，再经过相应的图像处理和优化算法，可实现立体相机的参数解算，完成标定。然而，基于特征点图案标定的方法存在一些不足之处，首先是对标定板上特征点加工精度要求很高，对于圆形特征点的边缘加工存在固有的离散化缺陷；其次是特征点提取精度较低，尤其当标定图像上光照不均匀或环境振动等条件下该问题更为突出，导致标定不稳定；另外，限于每个特征点需要的制作尺寸，每个标定板上的特征点数量是有限的，这在一定程度上也造成了标定精度瓶颈。
[0003]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立体相机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供散斑标定板，所述散斑标定板上设有散斑图案和复数个编码点；S2：将所述散斑标定板置于双目立体相机的成像范围内，采用所述双目立体相机在至少8个不同方位上进行采集，获得至少16张散斑标定图像；S3：测量复数个所述编码点的物理距离，并根据所述物理距离将所述散斑标定板划分成i行
×
j列的虚拟网格点阵，得到所述散斑标定板上的标定三维点Pw的坐标，其中i、j分别为正整数；S4：以步骤S2中获得的至少16张散斑标定图像中的任意一张所述散斑标定图像作为基准图像，提取所述基准图像上的所述编码点的中心，并按像素距离划分成i行
×
j列，得到所述基准图像上的标定二维点Pm的坐标；S5：对于步骤S2中获得的至少16张散斑标定图像中除所述基准图像以外的其他非基准图像，根据所述基准图像和当前所述非基准图像的所述编码点的中心计算图像整体的位姿变换矩阵Q；S6：根据所述位姿变换矩阵Q获取每一幅所述非基准图像上的标定二维点Pm的坐标；S7：采用所述散斑标定板上的标定三维点Pw的坐标和所有散斑标定图像上的标定二维点Pm的坐标建立成像映射关系，根据所述成像映射关系计算所述双目立体相机的内、外参数。2.根据权利要求1所述的立体相机标定方法，其特征在于，其中步骤S1中所述散斑标定板为矩形，复数个所述编码点包括位于所述散斑标定板的四个顶点的4个所述编码点。3.根据权利要求1所述的立体相机标定方法，其特征在于，所述至少8个方位包括至少第一至第八方位，其中以所述散斑标定板的中心为参考位置，在所述双目立体相机的光轴与所述散斑标定板的中心对正的第一位置时，在景深范围内前后移动所述散斑标定板形成第一方位和第二方位，使所述双目立体相机的光轴与所述散斑标定板的中心呈5～15
°
倾角范围内左右分别形成第三方位和第四方位；将所述散斑标定板从所述第一位置在平面内垂直翻转180
°
至第二位置时，在景深范围内前后移动所述散斑标定板形成第五方位和第六方位，使所述双目立体相机的光轴与所述散斑标定板的中心呈5～15
°
倾角范围内左右分别形成第七方位和第八方位。4.根据权利要求1所述的立体相机标定方法，其特征在于，步骤S3还包括将世界坐标系对齐至所述散斑标定板的中心，得到所述散斑标定板上的标定三维点Pw的坐标为(
±
i/2
·
Δw，
±
j/2
·
Δh，0)，其中，Δw＝w/(i-1)为所述编码点的水平等分间距，Δh＝h(j-1)为所述编码点的竖直等分间距，w和h分别为复数个所述编码点的水平物理距离和竖直物理距离。5.根据权利要求1所述的立体相机标定方法，其特征在于，步骤S4中得到所述基准图像上的标定二维点Pm的坐标为(
±
i/2
·
Δl，
±
j/2
·
Δb)，其中，Δl＝l/(i-1)为所述基准图像上所述编码点的水平等分间距，Δb＝b/(j-1)为所述基准图像上所述编码点的竖直等分间距，l和b分别为所述基准图像上所述编码点的水平像素距离和竖直像素距离。6.根据权利要求1所述的立体相机标定方法，其特征在于，步骤S5中根据所述基准图像和当前所述非基准图像的所述编码点的中心计算得到图像整体的位姿变换矩阵Q＝(A
T
A)-1
A
T
B，其中A为所述基准图像上的编码点组成的矩阵，B为当前所述非基准图像上的编码点组
成的矩阵。7.根据权利要求1所述的立体相机标定方法，其特征在于，步骤S6具体包括根据所述位姿变换矩阵Q获取每一幅所述非基准图像上的标定二维点Pm的估计位置的坐标p'(x'
i,j
,y'
i,j
)＝p(x
i,j
,y
i,j
)
·
Q，再采用数字图像相关法进行搜索和匹配，其中，p(x
i,j
,y
i,j
)为所述基准图像上的标定二维点的坐标。8.根据权利要求7所述的立体相机标定方法，其特征在于，采用数字图像相关法进行搜索和匹配具体包括：将采用所述位姿变换矩阵Q获取每一幅所述非基准图像上的标定二维点Pm的坐标p'(x'
i,j
,y'
i,j
)作为标定二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊刚，叶美图，唐正宗，
申请(专利权)人：新拓三维技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：