沙姆相机的标定方法、标定系统、装置和电子设备制造方法及图纸

本公开提供一种沙姆相机的标定方法、标定系统、装置和电子设备，该方法包括：获取标定图像；采用有限摄影摄像机模型，根据标定板上标志物的世界坐标和标志物在标定图像中的图像坐标，确定从世界坐标转换至图像坐标的投影矩阵；对投影矩阵进行分解，得到沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和外参矩阵，投影矩阵为沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和外参矩阵的乘积，内参矩阵用于表示沙姆相机的主距和主点参数，单应性矩阵用于表示沙姆相机的实际相面相对于理想垂直面的旋转，外参矩阵用于表示沙姆相机坐标系相对世界坐标系的旋转矩阵，以及沙姆相机坐标系相对世界坐标系的平移向量，能够实现对沙姆相机的准确标定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
沙姆相机的标定方法、标定系统、装置和电子设备


[0001]本公开涉及计算机
，尤其涉及一种沙姆相机的标定方法、标定系统、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]沙姆相机是可以倾斜镜头，使镜头平面与成像平面斜交成一个角度的相机。其中，沙姆相机在将镜头倾斜后，使得原本与成像平面平行的拍摄主体平面也跟着倾斜，进而使沙姆相机在拍摄图像时，能够得到足够的景深，最后拍摄得到从近景到远景都清晰的图像。
[0003]目前，针对沙姆相机的标定方法是基于张正友标定法，该方法需要比较多的旋转姿态，当沙姆相机的景深较小时，容易出现操作困难，求解不稳定的问题，无法对沙姆相机进行准确的标定。

技术实现思路

[0004]本公开的多个方面提供一种沙姆相机的标定方法、标定系统、装置和电子设备，以实现沙姆相机的标定。
[0005]本公开实施例第一方面提供一种沙姆相机的标定方法，包括：获取标定图像，标定图像是通过沙姆相机在预设位置处拍摄标定板得到的图像；采用有限摄影摄像机模型，根据标定板上标志物的世界坐标和标志物在标定图像中的图像坐标，确定从世本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沙姆相机的标定方法，其特征在于，包括：获取标定图像，所述标定图像是通过所述沙姆相机在预设位置处拍摄标定板得到的图像；采用有限摄影摄像机模型，根据所述标定板上标志物的世界坐标和所述标志物在所述标定图像中的图像坐标，确定从所述世界坐标转换至所述图像坐标的投影矩阵；对所述投影矩阵进行分解，得到所述沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和外参矩阵，所述投影矩阵为所述沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和外参矩阵的乘积，所述内参矩阵用于表示所述沙姆相机的内参数，所述单应性矩阵用于表示所述沙姆相机的实际相面相对于理想垂直面的旋转，所述外参矩阵用于表示沙姆相机坐标系相对世界坐标系的旋转矩阵，以及沙姆相机坐标系相对世界坐标系的平移向量。2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述投影矩阵为三行四列矩阵，所述外参矩阵由旋转矩阵以及平移向量组成，所述对所述投影矩阵进行分解包括：确定所述投影矩阵的其中三列为第一矩阵；根据所述第一矩阵，确定所述沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和旋转矩阵，所述第一矩阵为所述沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和旋转矩阵的积；根据所述投影矩阵和所述沙姆相机中心在世界坐标下的欧式坐标以及对应的齐次坐标之间的变换关系，确定所述沙姆相机中心在世界坐标系下的欧式坐标，所述投影矩阵和所述齐次坐标的乘积为；确定所述沙姆相机中心在世界坐标系下的欧式坐标和所述旋转矩阵的乘积的负值为所述平移向量。3.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述第一矩阵为所述投影矩阵的前三列；所述根据所述第一矩阵，确定所述沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和旋转矩阵，包括：对所述第一矩阵的第三行元素进行归一化处理得到第二矩阵，所述第一矩阵为所述第二矩阵与归一化参数的乘积；对所述第二矩阵进行分解，得到第一上三角矩阵和第一正交矩阵；根据所述第一上三角矩阵，确定第三矩阵，所述第三矩阵为所述第一上三角矩阵、预设的符号矩阵和一第二正交矩阵的乘积；根据所述第三矩阵和所述归一化参数，确定所述沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵，其中，所述第三矩阵和所述归一化参数的积与所述内参矩阵与所述单应性矩阵的积相等；根据所述第一正交矩阵，确定旋转矩阵，所述旋转矩阵为所述第一正交矩阵、预设的符号矩阵的逆矩阵和第二正交矩阵的逆矩阵的乘积。4.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，所述根据所述第一上三角矩阵，确定第三矩阵包括：根据第二正交矩阵、所述符号矩阵和所述第一上三角矩阵的乘积为所述第三矩阵，确定所述第三矩阵，所述第二正交矩阵的格式为所述第三矩阵的格式
为其中，g12等于g21。5.根据权利要求1至4任一项所述的标定方法，其特征在于，所述内参矩阵的格式为所述单应性矩阵的格式为其中，f表示所述沙姆相机的主距，c
x
和c
y
表示主点在图像坐标系下的坐标，ρ和τ是使用罗德里格斯形式表示的沙姆相机实际相面相对理想相面的旋转，ρ表示所述沙姆相机的旋转轴相对理想平面的旋转角度，τ表示所述沙姆相机的实际像平面绕旋转轴的旋转角度。6.根据权利要求1至4任一项所述的标定方法，其特征在于，所述对所述投影矩阵进行分解，得到所述沙姆相机的内参矩阵，像面倾斜的单应性矩阵和外参矩阵之后，还包括：根据所述标志物的世界坐标，所述内参矩阵，所述单应性矩阵和所述外参矩阵，确定所述标志物的图像坐标的计算值；采用第一预设误差函数，确定所述图像坐标和所述计算值的第一误差值；在所述第一误差值大于第一阈值时，根据所述第一误差值采用非线性优化方法，调整所述内参矩阵，所述单应性矩阵和所述外参矩阵，以使所述第一误差值小于或等于第一阈值，得到调整后的内参矩阵，单应性矩阵和外参矩阵。7.根据权利要求6所述的标定方法，其特征在于，所述根据所述标志物的世界坐标，所述内参矩阵，所述单应性矩阵和所述外参矩阵，确定所述标志物的图像坐标的计算值，包括：根据所述标志物的世界坐标和所述外参矩阵，确定所述标志物...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，丁有爽，邵天兰，
申请(专利权)人：梅卡曼德北京机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：