本发明专利技术公开了全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法、装置及介质，本发明专利技术通过长焦摄像头拍摄标定板的观测图像，并从所述观测图像中提取目标点在图像坐标系下的第一位置信息，获取全站仪与长焦摄像头的相关位置信息，根据所述相关位置信息以及长焦摄像头的相机内参矩阵，确定第二位置信息；所述第二位置信息为所述目标点在长焦摄像头的相机坐标系下的位置信息投影至图像坐标系上得到，在一个测站点拍摄而无需在多个测站点拍摄，简化流程；根据所述第一位置信息与所述第二位置信息的差距确定重投影误差，根据所述重投影误差进行优化处理，确定长焦摄像头的目标参数，能够同时得到目标内参以及目标安装角，而无需两步标定，有利于提高标定效率。有利于提高标定效率。有利于提高标定效率。
【技术实现步骤摘要】
全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法、装置及介质
[0001]本专利技术涉及标定领域，尤其是一种全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法、装置及介质。
技术介绍
[0002]在全站仪的视准轴上安装摄像头，摄像头和全站仪之间是刚体连接，不论全站仪的水平横轴和视准轴如何转动，都能够保证摄像头的视野和全站仪目镜的视野保持一致。摄像头的视场角远大于目镜的视场角(1.5
°
)，因此可以借助摄像头拍摄的图像进行目标点或放样点的粗略瞄准，然后再基于目镜进行精细瞄准，以提升操作人员的使用体验和作业效率。
[0003]实际摄像头模块的安装时会存在1
°
左右的安装角度误差，为了能够实现厘米级的粗瞄，需要标定出高精度的摄像头内参和安装角。目前已有的方案一般都为两步标定法，即先标定出摄像头的内参，再标定摄像头的安装角，并且需要标定出位置偏移量和角度偏移量，需要通过多个测站点来提升标定模型的强度，操作繁琐，标定效率低。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，为了解决上述技术问题的至少之一，本专利技术的目的是提供一种全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法、装置、设备及存储介质，简化标定流程，提高标定效率。
[0005]本专利技术实施例提供了一种全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法，包括：
[0006]通过长焦摄像头拍摄标定板的观测图像，并从所述观测图像中提取目标点在图像坐标系下的第一位置信息；
[0007]获取全站仪与长焦摄像头的相关位置信息，根据所述相关位置信息以及长焦摄像头的相机内参矩阵，确定第二位置信息；所述第二位置信息为所述目标点在长焦摄像头的相机坐标系下的位置信息投影至图像坐标系上得到；
[0008]根据所述第一位置信息与所述第二位置信息的差距确定重投影误差，根据所述重投影误差进行优化处理，确定长焦摄像头的目标参数；所述目标参数包括目标内参以及目标安装角。
[0009]进一步，所述从所述观测图像中提取目标点在图像坐标系下的第一位置信息，包括：
[0010]从所述观测图像中的选择标定板的角点作为目标点；
[0011]获取所述目标点在图像坐标系下的第一位置信息。
[0012]进一步，所述相关位置信息包括全站仪的载体坐标系至导航坐标系的第一转换矩阵、全站仪中心在导航坐标系下的第一坐标、载体坐标系下的长焦摄像头与全站仪中心之间的杠臂值、所述目标点在导航坐标系下的第二坐标；
[0013]所述根据所述相关位置信息以及长焦摄像头的相机内参矩阵，确定第二位置信息，包括：
[0014]根据所述第一坐标、所述第一转换矩阵、所述杠臂值、待求解转换矩阵以及所述第二坐标，计算得到第一位置表示；所述待求解转换矩阵为相机坐标系至载体坐标系的转换矩阵，所述第一位置表示为长焦摄像头到目标点的矢量在相机坐标系下的表示；
[0015]根据所述第一位置表示以及预设畸变公式，计算得到第二位置表示；所述第二位置表示为考虑畸变后长焦摄像头到目标点的矢量在相机坐标系下的表示；
[0016]根据所述第二位置表示以及所述相机内参矩阵，得到第二位置信息。
[0017]进一步，所述根据所述第一坐标、所述第一转换矩阵、所述杠臂值、待求解转换矩阵以及所述第二坐标，计算得到第一位置表示，包括：
[0018]计算所述第一转换矩阵与所述杠臂值的乘积，并根据所述乘积与所述第一坐标的和，得到长焦摄像头的相机光心在导航坐标系下的第三坐标；
[0019]计算所述第二坐标与所述第三坐标的差值，根据所述差值、所述待求解转换矩阵以及所述第一转换矩阵，计算得到第一位置表示。
[0020]进一步，所述第二位置表示，具体为：
[0021][0022]其中，为第二位置表示，k1为待求解畸变参数，第一位置表示为T为转置，X、Y、Z为不同坐标轴的分量。
[0023]进一步，所述根据所述第二位置表示以及所述相机内参矩阵，得到第二位置信息，包括：
[0024]根据所述相机内参矩阵，将所述第二位置表示投影至图像坐标系上，得到第二位置信息；第二位置信息具体为：
[0025][0026]其中，第二位置表示T为转置，f
x
为待求解的长焦摄像头对X轴的焦距，f
y
为待求解的长焦摄像头对Y轴的焦距，c
x
和c
y
分别为长焦摄像头的主点在X轴、Y轴的坐标值，分别为考虑畸变后不同坐标轴的分量。
[0027]进一步，所述根据所述重投影误差进行优化处理，确定长焦摄像头的目标参数，包括：
[0028]根据所述重投影误差构建最小二乘优化问题模型；
[0029]通过LM算法对所述最小二乘优化问题模型进行求解，得到长焦摄像头的目标参
数；
[0030]所述目标内参包括所述相机内参矩阵中待求解的长焦摄像头对X轴的焦距的目标值，待求解的长焦摄像头对Y轴的焦距的目标值，所述第二位置信息中的待求解畸变参数的目标值、所述待求解转换矩阵的目标值，所述待求解转换矩阵的目标值包括目标安装角。
[0031]本专利技术实施例还提供一种全站仪长焦摄像头内参及安装角标定装置，包括：
[0032]提取模块，用于通过长焦摄像头拍摄标定板的观测图像，并从所述观测图像中提取目标点在图像坐标系下的第一位置信息；
[0033]确定模块，用于获取全站仪与长焦摄像头的相关位置信息，根据所述相关位置信息以及长焦摄像头的相机内参矩阵，确定第二位置信息；所述第二位置信息为所述目标点在长焦摄像头的相机坐标系下的位置信息投影至图像坐标系上得到；
[0034]处理模块，用于根据所述第一位置信息与所述第二位置信息的差距确定重投影误差，根据所述重投影误差进行优化处理，确定长焦摄像头的目标参数；所述目标参数包括目标内参以及目标安装角。
[0035]本专利技术实施例还提供一种全站仪长焦摄像头内参及安装角标定装置，所述全站仪长焦摄像头内参及安装角标定装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现所述方法。
[0036]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现所述方法。
[0037]本专利技术的有益效果是：
[0038]通过长焦摄像头拍摄标定板的观测图像，并从所述观测图像中提取目标点在图像坐标系下的第一位置信息，获取全站仪与长焦摄像头的相关位置信息，根据所述相关位置信息以及长焦摄像头的相机内参矩阵，确定第二位置信息；所述第二位置信息为所述目标点在长焦摄像头的相机坐标系下的位置信息投影至图像坐标系上得到，在一个测站点拍摄而无需在多个测站点拍摄，简化流程；根据所述第一位置信息与所述第二位置信息的差距确定重投影误差，根据所述重投影误差进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法，其特征在于，包括：通过长焦摄像头拍摄标定板的观测图像，并从所述观测图像中提取目标点在图像坐标系下的第一位置信息；获取全站仪与长焦摄像头的相关位置信息，根据所述相关位置信息以及长焦摄像头的相机内参矩阵，确定第二位置信息；所述第二位置信息为所述目标点在长焦摄像头的相机坐标系下的位置信息投影至图像坐标系上得到；根据所述第一位置信息与所述第二位置信息的差距确定重投影误差，根据所述重投影误差进行优化处理，确定长焦摄像头的目标参数；所述目标参数包括目标内参以及目标安装角。2.根据权利要求1所述全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法，其特征在于：所述从所述观测图像中提取目标点在图像坐标系下的第一位置信息，包括：从所述观测图像中的选择标定板的角点作为目标点；获取所述目标点在图像坐标系下的第一位置信息。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法，其特征在于：所述相关位置信息包括全站仪的载体坐标系至导航坐标系的第一转换矩阵、全站仪中心在导航坐标系下的第一坐标、载体坐标系下的长焦摄像头与全站仪中心之间的杠臂值、所述目标点在导航坐标系下的第二坐标；所述根据所述相关位置信息以及长焦摄像头的相机内参矩阵，确定第二位置信息，包括：根据所述第一坐标、所述第一转换矩阵、所述杠臂值、待求解转换矩阵以及所述第二坐标，计算得到第一位置表示；所述待求解转换矩阵为相机坐标系至载体坐标系的转换矩阵，所述第一位置表示为长焦摄像头到目标点的矢量在相机坐标系下的表示；根据所述第一位置表示以及预设畸变公式，计算得到第二位置表示；所述第二位置表示为考虑畸变后长焦摄像头到目标点的矢量在相机坐标系下的表示；根据所述第二位置表示以及所述相机内参矩阵，得到第二位置信息。4.根据权利要求3所述全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法，其特征在于：所述根据所述第一坐标、所述第一转换矩阵、所述杠臂值、待求解转换矩阵以及所述第二坐标，计算得到第一位置表示，包括：计算所述第一转换矩阵与所述杠臂值的乘积，并根据所述乘积与所述第一坐标的和，得到长焦摄像头的相机光心在导航坐标系下的第三坐标；计算所述第二坐标与所述第三坐标的差值，根据所述差值、所述待求解转换矩阵以及所述第一转换矩阵，计算得到第一位置表示。5.根据权利要求3所述全站仪长焦摄像头内参及安装角标定方法，其特征在于：所述第二位置表示，具体为：
其中，为第二位置表示，k1为待求解畸变参数，第一位置表示为T为转置，X、Y、Z为不同坐标轴的分量。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴聪，陈源军，潘国富，李典斌，
申请(专利权)人：广州市中海达测绘仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。