一种基于球形标定块的多相机标定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于球形标定块的多相机标定方法，包括以下步骤：利用点状编码点和球体制作标定块，多次移动标定块同时采集图像；采用分层重建的方法，对具有公共视野区域的局部相机的位姿及空间点的坐标进行初步计算；指定根相机，根据局部参数估计，随机遍历相机定向路径，完成全局统一优化；采用虚拟球面投影法，对世界空间点进行矫正优化；对全局坐标系下的相机位姿和空间点采用光束平差法进行了整体优化；建立尺度因子，对全局相机位姿及空间点进行尺度变换。本发明专利技术可实现多相机系统的高精度、快速标定，标定块制作简单，标定方法通用性高。用性高。用性高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于球形标定块的多相机标定方法


[0001]本专利技术涉及相机标定
，具体涉及一种基于球形标定块的多相机标定方法。

技术介绍

[0002]计算机视觉由于其非接触、多点同时测量等特点在工业检测、目标定位、三维重建等领域的应用日益广泛。相机标定是视觉测量中的一个关键环节，标定参数的优劣直接影响着重建测量的精度。为满足当前工业领域对大视野范围测量的需求，利用多相机测量的解决方案较为常见，如何实现多相机系统中的高精度、高效率标定，成为今年来的研究热点。
[0003]目前，多相机的标定方法主要可以分为标定块法和点阵法。标定块法需要根据相机的分布特点和分布数量设计出具有精确特征点位置的标定块，通过建立对应特征点的共线方程，从而得到相机的内参数和外参数。这种方法只适合所有相机具有公共视野区域，或者特定形式分布的多相机系统，对于部分机具有公共视野区域的多相机系统，需要多次局部标定和全局坐标统一，这会产生累计误差，且耗时严重。点阵法标定需要创造虚拟点阵或实体点阵，通过多相机同时采集点阵中的特征点，根据精确匹配的特征点估计相机的位姿和空间点坐标，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于球形标定块的多相机标定方法，其特征在于，包括以下步骤：使用点状编码块和球体制作标定块；根据相机公共视野移动标定块并采集图像，对具有公共视野区域的局部相机的位姿及空间点的坐标进行初步计算；根据局部参数估计和随机转换算法，遍历路径进行相机定向，将局部位姿转化到全局位姿；利用不同位置标定块的空间点进行球形拟合，根据投影交点对空间点投影优化；采用光束平差法对多相机系统的内参数、外参数和空间点优化；利用模板点中的最远点距离作为尺度因子，对全局相机位姿及空间点进行尺度变换；将光束平差法获取的内参数、尺度变化后的相机位姿和空间点作为该方法的结果输出。2.根据权利要求1所述的一种基于球形标定块的多相机标定方法，其特征在于，所述使用点状编码块和球体制作标定块包括：选取一个球体作为载体，将若干点状编码块随机粘贴在球体上；其中，每个点状编码块提供若干个圆点作为标定用的特征点，点A1、A2、A3、A4、A5为编码点的模板点且位置不变，M1、M2、M3为编码点的位置可变点。3.根据权利要求1所述的一种基于球形标定块的多相机标定方法，其特征在于，所述根据相机公共视野移动标定块并采集图像，对具有公共视野区域的局部相机的位姿及空间点的坐标进行初步计算包括：1)采集图像后，任选三个相机进行组合，对每个组合内相机采集的图像进行编码点解码和特征点匹配，将特征点数低于匹配点阈值Th
pt
的分组剔除；所述编码点解码为识别编码区域内的模板点和编码点的位置坐标作为特征点用于匹配；2)筛选后的相机组合进行局部位姿和空间点估计：a.假设X
n
为相机公共视野中的一个特征点，在不考虑畸变系数的情况下，3个相机下的n个特征点的投影方程为：其中，μ
ni
表示X
n
在第i个相机下的射影深度；p
ni
表示X
n
在第i个相机下的投影点；S
i
表示第i个相机的投影矩阵，由第i个相机的内参数K
i
和外参数Q
i
构成；W∈R9×
n
为测量矩阵，S∈R9×4为估计的3个相机的射影矩阵；X∈R4×
n
为估计的空间点；b.将S和X从射影坐标系恢复到欧式坐标系，结合奇异值分解，可得到欧式空间下的投影矩阵和空间点：其中，S
Ei
(i＝1,2,3)为欧式空间下的射影矩阵，射影矩阵中的外参数表示为...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏仁波，张天宇，曾元松，赵吉宾，陈福龙，陶黎明，魏强，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：