监控相机的标定方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种监控相机的标定方法，应用于对同一现场场景进行监控的两个联动相机中的第一相机，获取第一相机在预设第一位置对预设场景采集的第一图像，以及两个联动相机中的第二相机在预设的多个第二位置对所述预设场景采集的多个第二图像；获取第一相机的理论焦距，并计算所述实际焦距和所述理论焦距之间的比值，得到所述第一相机的实际焦距系数；基于所述实际焦距系数和所述第一相机的原始内参矩阵，计算获得所述第一相机的实际内参矩阵；基于第一相机与第二相机之间的位置关系，以及第一相机的原始外参矩阵，确定第一相机的外参矩阵。本发明专利技术可以实现对包括可动枪机和球机的图像采集设备的两个联动相机的标定。和球机的图像采集设备的两个联动相机的标定。和球机的图像采集设备的两个联动相机的标定。

【技术实现步骤摘要】
监控相机的标定方法


[0001]本专利技术涉及安防监控
，特别是涉及一种监控相机的标定方法。

技术介绍

[0002]随着监控技术的发展，为了对同一现场场景进行监控，出现了通过两个相机的联动进行图像采集的图像采集设备。如图1所示，图1为具有两个相机的图像采集设备的示例图。其中一个相机是枪机101，另一个是球机102。在图1所示的图像采集设备安装后，由于需要枪机101和球机102联动，因此，需要对枪机101和球机102分别进行标定。
[0003]相关技术中，对枪机101的标定可以包括：固定枪机101，将枪机101的相机坐标系看作世界坐标系，建立枪机101的相机坐标系和球机102的相机坐标系之间的转换关系。以此为基础，在进行相机的联动时，可以通过上述相机坐标系之间的转换关系，将枪机101拍摄的目标在目标图像的图像坐标系中的图像坐标，转换为球机102的PT坐标。这样，球机102按照该转换得到的PT坐标进行图像采集时，对准的目标与枪机101相同，从而实现两个相机的联动。
[0004]然而，为了提高监控效果，出现了包括可动枪机和球机的图像采集设备，可动枪机也有姿态和位置变化化，无法在标定时直接得到两个相机坐标系之间的转换关系。因此，相关技术中的标定方法不能直接适用于对该图像采集设备的两个联动相机进行标定。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种监控相机的标定方法，以实现对包括可动枪机和球机的图像采集设备的两个联动相机的标定。具体技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种监控相机的标定方法，应用于对同一现场场景进行监控的两个联动相机中的第一相机，所述方法包括：
[0007]获取第一相机在预设第一位置对预设场景采集的第一图像，以及所述两个联动相机中的第二相机在预设的多个第二位置对所述预设场景采集的多个第二图像；其中，拍摄所述第一图像和所述第二图像时，所述第一相机和所述第二相机绕同一旋转轴旋转；
[0008]基于所述第一图像、所述多个第二图像、采集所述第一图像时所述第一相机的云台的角度，以及采集每个所述第二图像时所述第二相机的云台的角度，获取所述第一相机采集所述第一图像时的实际焦距；
[0009]获取第一相机的理论焦距，并计算所述实际焦距和所述理论焦距之间的比值，得到所述第一相机的实际焦距系数；
[0010]基于所述实际焦距系数和所述第一相机的原始内参矩阵，计算获得所述第一相机的实际内参矩阵；
[0011]基于所述第一相机与第二相机之间的位置关系，以及所述第一相机的原始外参矩阵，确定所述第一相机的外参矩阵。
[0012]可选的，所述基于所述第一图像、所述多个第二图像、采集每个所述第二图像时所
述第一相机的云台的角度，以及采集每个所述第二图像时所述第二相机的云台的角度，获取所述第一相机采集图像时的实际焦距，包括：
[0013]从所述第一图像中确定多个对应点；其中，每个对应点分别与一个第二图像的中心点具有相同的特征；
[0014]分别获取每个对应点与所述第一图像的中心点之间的水平偏差值；
[0015]分别获取采集每个所述第二图像时所述第二相机的云台的角度与所述第一相机的云台的角度之间差值的正切值；
[0016]将获取的水平偏差值和获取的正切值输入实际焦距公式，得到所述实际焦距；其中，所述实际焦距公式为按照所述第一相机的实际焦距，所述正切值以及所述水平偏差值之间的空间几何关系构建的公式。
[0017]可选的，所述实际焦距公式为：f＝(t
T
·
t)
‑1·
t
T
d；
[0018]其中，所述f为所述实际焦距，所述t
T
为正切值矩阵的转置，所述t为所述正切值矩阵，所述d为水平偏差矩阵；所述正切值矩阵中的元素为所述获取的正切值，且所述正切值矩阵中元素的排列与所述第一图像中相应对应点的排列对应；所述水平偏差矩阵中的元素为所述获取的水平偏差值，且所述水平偏差矩阵中元素的排列与所述第一图像中相应对应点的排列对应。
[0019]可选的，所述基于所述实际焦距系数和所述第一相机的原始内参矩阵，计算获得所述第一相机的实际内参矩阵，包括：
[0020]获取所述第一相机的中心偏移量和所述第一相机所采集图像的宽度；其中，所述中心偏移量为所述第一相机的光学中心相对于所述第一相机所采集图像的图像中心的偏移量；
[0021]利用所述中心偏移量、所述宽度和所述实际焦距系数，更新所述第一相机的原始内参矩阵，得到所述第一相机的实际内参矩阵。
[0022]可选的，所述利用所述中心偏移量、所述宽度和所述实际焦距系数，更新所述第一相机的原始内参矩阵，得到所述第一相机的实际内参矩阵，包括：
[0023]获取所述第一相机的理论焦距；
[0024]将所述第一相机的实际内参矩阵中所述第一相机所采集图像的中心点的坐标，更新为所述中心偏移量和所述宽度之差，并将所述第一相机的实际内参矩阵中所述第一相机的焦距，更新为所述实际焦距系数与所述第一相机的理论焦距之积，得到所述第一相机的实际内参矩阵；
[0025]其中，所述实际内参矩阵为：
[0026]所述M
int
为所述第一相机的实际内参矩阵，所述K
f
为所述实际焦距系数，所述f
′
为所述第一相机的理论焦距，所述w为所述宽度，所述x
ofs
和所述y
ofs
分别为所述中心偏移量中的水平偏移量和垂直偏移量。
[0027]可选的，所述基于所述第一相机与第二相机之间的位置关系，以及所述第一相机的原始外参矩阵，确定所述第一相机的外参矩阵，包括：
[0028]获取所述第一相机和所述第二相机之间的空间相对偏移量，作为所述第一相机与第二相机之间的位置关系；
[0029]利用所述位置关系和所述第一相机的初始PT坐标，分别更新所述第一相机的原始外参矩阵中的目标旋转矩阵与目标偏移矩阵，得到所述第一相机的外参矩阵；
[0030]其中，所述外参矩阵为：
[0031][0032]所述M
ext
为所述第一相机的外参矩阵，所述P0和所述T0分别为所述初始PT坐标中的平移坐标和倾斜坐标，所述t
x
、t
y
以及t
z
分别为所述位置关系中，x轴方向的偏移量，y轴方向的偏移量以及z轴方向的偏移量。
[0033]可选的，在所述基于所述第一相机与第二相机之间的位置关系，以及所述第一相机的原始外参矩阵，确定所述第一相机的外参矩阵之后，所述方法还包括：
[0034]获取对目标进行图像采集时，所述第一相机的当前PT坐标，以及所述目标的物距；
[0035]基于所述当前PT坐标和所述第一相机的外参矩阵，获取所述第一相机的实际外参矩阵；
[0036]基于所述物距，所述第一相机的实际内参矩阵以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监控相机的标定方法，其特征在于，应用于对同一现场场景进行监控的两个联动相机中的第一相机，所述方法包括：获取第一相机在预设第一位置对预设场景采集的第一图像，以及所述两个联动相机中的第二相机在预设的多个第二位置对所述预设场景采集的多个第二图像；其中，拍摄所述第一图像和所述第二图像时，所述第一相机和所述第二相机绕同一旋转轴旋转；基于所述第一图像、所述多个第二图像、采集所述第一图像时所述第一相机的云台的角度，以及采集每个所述第二图像时所述第二相机的云台的角度，获取所述第一相机采集所述第一图像时的实际焦距；获取第一相机的理论焦距，并计算所述实际焦距和所述理论焦距之间的比值，得到所述第一相机的实际焦距系数；基于所述实际焦距系数和所述第一相机的原始内参矩阵，计算获得所述第一相机的实际内参矩阵；基于所述第一相机与第二相机之间的位置关系，以及所述第一相机的原始外参矩阵，确定所述第一相机的外参矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一图像、所述多个第二图像、采集每个所述第二图像时所述第一相机的云台的角度，以及采集每个所述第二图像时所述第二相机的云台的角度，获取所述第一相机采集图像时的实际焦距，包括：从所述第一图像中确定多个对应点；其中，每个对应点分别与一个第二图像的中心点具有相同的特征；分别获取每个对应点与所述第一图像的中心点之间的水平偏差值；分别获取采集每个所述第二图像时所述第二相机的云台的角度与所述第一相机的云台的角度之间差值的正切值；将获取的水平偏差值和获取的正切值输入实际焦距公式，得到所述实际焦距；其中，所述实际焦距公式为按照所述第一相机的实际焦距，所述正切值以及所述水平偏差值之间的空间几何关系构建的公式。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实际焦距公式为：f＝(t
T
·
t)
‑1·
t
T
d；其中，所述f为所述实际焦距，所述t
T
为正切值矩阵的转置，所述t为所述正切值矩阵，所述d为水平偏差矩阵；所述正切值矩阵中的元素为所述获取的正切值，且所述正切值矩阵中元素的排列与所述第一图像中相应对应点的排列对应；所述水平偏差矩阵中的元素为所述获取的水平偏差值，且所述水平偏差矩阵中元素的排列与所述第一图像中相应对应点的排列对应。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述实际焦距系数和所述第一相机的原始内参矩阵，计算获得所述第一相机的实际内参矩阵，包括：获取所述第一相机的中心偏移量和所述第一相机所采集图像的宽度；其中，所述中心偏移量为所述第一相机的光学中心相对于所述第一相机所采集图像的图像中心的偏移量；获取所述第一相机的理论焦距；将所述第一相机的实际内参矩阵中所述第一相机所采集图像的中心点的坐标，更新为所述中心偏移量和所述宽度之差，并将所述第一相机的实际内参矩阵中所述第一相机的焦
距，更新为所述实际焦距系数与所述第一相机的理论焦距之积，得到所述第一相机的实际内参矩阵；其中，所述实际内参矩阵为：所述M
int
为所述第一相机的实际内参矩阵，所述K
f
为所述实际焦距系数，所述f
′
为所述第一相机的理论焦距，所述w为所述宽度，所述x
ofs
和所述y
ofs
分别为所述中心偏移量中的水平偏移量和垂直偏移量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一相机与第二相机之间的位置关系，以及所述第一相机的原始外参矩阵，确定所述第一相机的外参矩阵，包括：获取所述第一相机和所述第二相机之间的空间相对偏移量，作为所述第一相机与第二相机之间的位置关系；利用所述位置关系和所述第一相机的初始PT坐标，分别更新所述第一相机的原始外参矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，马伟民，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：