一种双目结构光的校准方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种双目结构光的校准方法及系统，该方法包括：以初始第一相机为参考坐标系，获取所述初始第一相机对应的第一初始图像和初始第二相机对应的第二初始图像；基于所述初始第一相机保持不动、所述初始第二相机绕所述初始第一相机转动直至共面的原理，对所述初始第一相机和所述初始第二相机进行动态参数调节，获取目标立体校正算法；基于所述第一初始图像、所述第二初始图像和所述目标立体校正算法，获取校正后的第一初始图像和校正后的第二初始图像。本发明专利技术实施例以其中一个相机为基础，旋转另外一个相机达到图像立体校正的目的，由于只需要旋转一个相机，因此所设计出来的优化立体校正算法简单，计算量低。

【技术实现步骤摘要】
一种双目结构光的校准方法及系统
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种双目结构光的校准方法及系统。
技术介绍
在双目结构光相机使用的过程中，双目结构光相机在出厂前会在模组厂进行标定，根据模组厂的标定给出了原始的图像立体校正算法，但是在双目结构光后续使用过程中，由于不可避免的存在安装误差或者外来因素的压迫，使得双目结构光相机的结构位置发生改变，从而导致原始的图像立体校正算法存在较大误差。如图1所示，图像立体校正是指把实际中非共面行对准的两幅图像，校正成共面行对准，这样可以使两幅图像只存在水平方向上的视差。图像立体校正是提高立体匹配速度和准确率的重要方法，现有技术中提出的一种圆柱形投影算法，即两幅图像不投影到一个共同的平面上，而是投影到一个共同的圆柱面上，但是计算过程比较复杂，耗时长。
技术实现思路
本专利技术提供一种双目结构光的校准方法及系统，用以解决现有技术中图像立体校正方法计算复杂耗时长的缺陷，实现图像的高效、实时校正。本专利技术提供一种双目结构光的校准方法，包括：以初始第一相机为参考坐标系，获取所述初始第一相机对应的第一初始图像和初始第二相机对应的第二初始图像；基于所述初始第一相机保持不动、所述初始第二相机绕所述初始第一相机转动直至共面的原理，对所述初始第一相机和所述初始第二相机进行动态参数调节，获取目标立体校正算法；基于所述第一初始图像、所述第二初始图像和所述目标立体校正算法，获取校正后的第一初始图像和校正后的第二初始图像。根据本专利技术提供一种的双目结构光的校准方法，所述目标立体校正算法包括目标第一相机立体校正算法和目标第二相机立体校正算法，所述基于所述第二初始图像绕所述第一初始图像转动直至共面的原理，获取目标立体校正算法，具体包括：基于极线校正方法和预设出厂标定参数，获取初始第一相机立体校正算法和初始第二相机立体校正算法；基于所述第一初始图像保持不动、所述第二初始图像绕所述第一初始图像转动直至共面的原理，获取校正后的第一相机和校正后的第二相机；将所述初始第一相机的内参数、所述初始第二相机的内参数、校正后的第一相机的内参数和校正后的第二相机的内参数设置为相等，并将校正后的第一相机对应的旋转矩阵设置为单位矩阵；基于上述原理，分别对所述初始第一相机立体校正算法和所述初始第二相机立体校正算法进行优化，获取目标第一相机立体校正算法和目标第二相机立体校正算法。根据本专利技术提供一种的双目结构光的校准方法，所述目标第一相机立体校正算法应用如下公式获得：UnL＝UL，其中，UnL表示校正后的第一初始图像，UL表示所述第一初始图像。根据本专利技术提供一种的双目结构光的校准方法，所述目标第二相机立体校正算法应用如下公式获得：其中，UnR表示校正后的第二初始图像，KL表示所述初始第一相机的内参数，R表示所述初始第二相机对应的旋转矩阵，KR表示所述初始第二相机的内参数，UR表示所述第二初始图像。根据本专利技术提供一种的双目结构光的校准方法，还包括：当所述初始第一相机和所述初始第二相机的位置结构发生改变后，则将改变后的第一相机重新作为所述参考坐标系，通过列文伯格—马夸尔特算法，获取改变后的第二相机对应的旋转矩阵；将改变后的第一相机对应的旋转矩阵和所述初始第一相机对应的旋转矩阵均设置为单位矩阵；将改变后的第二相机对应的旋转矩阵重新作为所述初始第二相机对应的旋转矩阵。根据本专利技术提供一种的双目结构光的校准方法，所述通过列文伯格—马夸尔特算法，获取改变后的第二相机对应的旋转矩阵，包括：根据所述初始第一相机的内参数、所述初始第二相机的内参数和单位旋转矩阵，通过列文伯格—马夸尔特算法，获取改变后的第二相机的旋转角度；基于所述初始第二相机对应的旋转矩阵和改变后的第二相机对应的旋转角度，获取改变后的第二相机对应的旋转矩阵。根据本专利技术提供一种的双目结构光的校准方法，所述列文伯格—马夸尔特算法中应用如下公式进行初始化：其中，Rx表示绕X轴的旋转角度，Ry表示绕Y轴的旋转角度，Rz表示绕Z轴的旋转角度。本专利技术还提供一种双目结构光的校准系统，包括：初始模块，用于以初始第一相机为参考坐标系，获取所述初始第一相机对应的第一初始图像和初始第二相机对应的第二初始图像；优化模块，用于基于所述初始第一相机保持不动、所述初始第二相机绕所述初始第一相机转动直至共面的原理，对所述初始第一相机和所述初始第二相机进行动态参数调节，获取目标立体校正算法；匹配模块，用于基于所述第一初始图像、所述第二初始图像和所述目标立体校正算法，获取校正后的第一初始图像和校正后的第二初始图像。本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述双目结构光的校准方法的步骤。本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述双目结构光的校准方法的步骤。本专利技术实施例提供一种双目结构光的校准方法及系统，该方法以其中一个相机为基础，旋转另外一个相机达到图像立体校正的目的，由于只需要旋转一个相机，因此所设计出来的目标立体校正算法简单，计算量低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中立体校正的转动示意图；图2为本专利技术提供的一种双目结构光的校准方法的流程图；图3为本专利技术实施例中所提出的立体校正算法转动示意图；图4为本专利技术提供的一种双目结构光的校准系统的结构示意图；图5为本专利技术提供的一种电子设备的实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图像极线校正是提高立体匹配速度和准确率的重要方法，极线校正算法是指将两幅图像重投影到同一平面上，以得到校正图像，重投影面经过两个图像面的交线且与极线平行。现有技术中的双目结构光相机在出厂前，会进行模组标定，双目结构光相机内置的极线校正算法如下：在摄像机成像模型中，用透视投影矩阵P表示摄像机模型：P＝K[RT]，(1)其中，R是单目摄像机的旋转矩阵，T是单目摄像机的平移矢量，K是单目摄像机计算的内参数。假设投影矩阵表示为：则图像上任意一点的坐标(u,v)和其对应的世界坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双目结构光的校准方法，其特征在于，包括：/n以初始第一相机为参考坐标系，获取所述初始第一相机对应的第一初始图像和初始第二相机对应的第二初始图像；/n基于所述初始第一相机保持不动、所述初始第二相机绕所述初始第一相机转动直至共面的原理，对所述初始第一相机和所述初始第二相机进行动态参数调节，获取目标立体校正算法；/n基于所述第一初始图像、所述第二初始图像和所述目标立体校正算法，获取校正后的第一初始图像和校正后的第二初始图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种双目结构光的校准方法，其特征在于，包括：
以初始第一相机为参考坐标系，获取所述初始第一相机对应的第一初始图像和初始第二相机对应的第二初始图像；
基于所述初始第一相机保持不动、所述初始第二相机绕所述初始第一相机转动直至共面的原理，对所述初始第一相机和所述初始第二相机进行动态参数调节，获取目标立体校正算法；
基于所述第一初始图像、所述第二初始图像和所述目标立体校正算法，获取校正后的第一初始图像和校正后的第二初始图像。


2.根据权利要求1所述的双目结构光的校准方法，其特征在于，所述目标立体校正算法包括目标第一相机立体校正算法和目标第二相机立体校正算法，所述基于所述第二初始图像绕所述第一初始图像转动直至共面的原理，获取目标立体校正算法，包括：
基于极线校正方法和预设出厂标定参数，获取初始第一相机立体校正算法和初始第二相机立体校正算法；
基于所述第一初始图像保持不动、所述第二初始图像绕所述第一初始图像转动直至共面的原理，获取校正后的第一相机和校正后的第二相机；
将所述初始第一相机的内参数、所述初始第二相机的内参数、校正后的第一相机的内参数和校正后的第二相机的内参数设置为相等，并将校正后的第一相机对应的旋转矩阵设置为单位矩阵；
基于上述原理，分别对所述初始第一相机立体校正算法和所述初始第二相机立体校正算法进行优化，获取目标第一相机立体校正算法和目标第二相机立体校正算法。


3.根据权利要求2所述的双目结构光的校准方法，其特征在于，所述目标第一相机立体校正算法应用如下公式获得：
UnL＝UL，
其中，UnL表示校正后的第一初始图像，UL表示所述第一初始图像。


4.根据权利要求2所述的双目结构光的校准方法，其特征在于，所述目标第二相机立体校正算法应用如下公式获得：



其中，UnR表示校正后的第二初始图像，KL表示所述初始第一相机的内参数，R表示所述初始第二相机对应的旋转矩阵，KR表示所述初始第二相机的内参数，UR表示所述第二初始图像。


5.根据权利要求1至4任一所述的双目结构光的校准方法，其特征在于，还包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：户磊，薛远，曹天宇，王亚运，季栋，
申请(专利权)人：北京的卢深视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11