一种云台相机外参测算方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种云台相机外参测算方法、装置、设备及介质，涉及相机标定技术领域，以解决没有光学定位系统无法计算相机外参的问题。一种云台相机外参测算方法，包括：根据物理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围，确定第一外参分量；调整物理相机在云台上的位置，根据物理相机图像中的基准物和参考物的重合边，确定第二外参分量；在第一外参分量以及第二外参分量均为零时，对数值非零的第三外参分量进行修正，得到修正后的第三外参分量的数值；基于所述第一外参分量、所述第二外参分量以及所述第三外参分量确定物理相机的外参。本发明专利技术提供的云台相机外参测算方法用于没有光学定位系统的情况下计算相机外参。参。参。

【技术实现步骤摘要】
一种云台相机外参测算方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及相机标定
，尤其涉及一种云台相机外参测算方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]虚拟直播、虚拟演播室是近几年发展起来的一种独特的电视节目的制作技术，实质是将计算机制作的虚拟三维场景与电视相机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者的融合，以获得完美的合成画面，其中需要获取相机的位置和姿势信息，然后将其实时传送至虚拟渲染引擎，为引擎中的虚拟相机提供物理相机在三维空间中的位置和姿势信息以及镜头参数信息等；通常采用光学定位系统进行定位，由于有定位点的存在，云台和相机的坐标原点相同，可以使用标记点的方式计算得出外参，从而获得相机的位置和姿势信息，发送给虚拟渲染引擎。
[0003]但是光学定位系统往往造价高昂，并不适用于小成本制作的虚拟制片和虚拟演播室，而在没有光学定位系统的情况下，虚拟渲染引擎中虚拟相机的原点在镜头中心，物理相机的相机原点在云台的旋转轴上，由于参考坐标系不同，无法计算相机的外参，虚拟相机便无法获取物理相机准确的位置和姿势信息。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种云台相机外参测算方法、装置、设备及介质，用于解决没有光学定位系统无法计算相机外参的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种云台相机外参测算方法，包括：
[0007]根据物理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围，确定第一外参分量；
[0008]调整物理相机在云台上的位置，根据物理相机图像中的基准物和参考物的重合边，确定第二外参分量；所述基准物与参考物的形状相同，均为规则形状；
[0009]在第一外参分量以及第二外参分量均为零时，对数值非零的第三外参分量进行修正，得到修正后的第三外参分量的数值；所述第三外参分量为偏移参数；
[0010]基于所述第一外参分量、所述第二外参分量以及所述第三外参分量确定物理相机的外参。
[0011]与现有技术相比，本专利技术提供的一种云台相机外参测算方法，包括：根据物理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围，确定第一外参分量；调整物理相机在云台上的位置，根据物理相机图像中的基准物和参考物的重合边，确定第二外参分量；在第一外参分量以及第二外参分量均为零时，对数值非零的第三外参分量进行修正，得到修正后的第三外参分量的数值；基于所述第一外参分量、所述第二外参分量以及所述第三外参分量确定物理相机的外参。通过本专利技术中确定物理相机的第一外参分量和第二外参
分量的步骤，可以确定物理相机的五个外参分量均为零的位置，可以快速确定外参分量中不需要测算的五个外参分量，仅需测算一个第三外参分量即得到六个外参分量值从而计算物理相机的外参，大大降低了测算外参的复杂度，且通过偏移范围和旋转角度范围即可确定第一外参分量，通过移动物理相机在云台中的位置，参考物和基准物各边重合情况可以确定第二外参分量，确定轴枢点的方式简单；同时解决了现有技术没有光学定位系统就无法测算物理相机外参的问题，降低了成本；基准物和参考物为形状相同和规则形状可以便于判断各边是否重合。
[0012]第二方面，本专利技术还提供一种云台相机外参测算装置，包括：
[0013]第一外参分量确定模块，用于根据物理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围，确定第一外参分量；
[0014]第二外参分量确定模块，用于调整物理相机在云台上的位置，根据物理相机图像中的基准物和参考物的重合边，确定第二外参分量；所述基准物与参考物的形状相同，均为规则形状；
[0015]第三外参分量确定模块，用于在第一外参分量以及第二外参分量均为零时，对数值非零的第三外参分量进行修正，得到修正后的第三外参分量的数值；所述第三外参分量为偏移参数；
[0016]外参计算模块，用于基于所述第一外参分量、所述第二外参分量以及所述第三外参分量确定物理相机的外参。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的一种云台相机外参测算装置的有益效果与上述技术方案所述一种云台相机外参测算方法的有益效果相同，此处不做赘述。
[0018]第三方面，本专利技术还提供一种云台相机外参测算设备，包括：
[0019]通信单元/通信接口，用于获取理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围；
[0020]处理单元/处理器，用于根据物理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围，确定第一外参分量；
[0021]调整物理相机在云台上的位置，根据物理相机图像中的基准物和参考物的重合边，确定第二外参分量；所述基准物与参考物的形状相同，均为规则形状；
[0022]在第一外参分量以及第二外参分量均为零时，对数值非零的第三外参分量进行修正，得到修正后的第三外参分量的数值；所述第三外参分量为偏移参数；
[0023]基于所述第一外参分量、所述第二外参分量以及所述第三外参分量确定物理相机的外参。
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供的一种云台相机外参测算设备的有益效果与上述技术方案所述一种云台相机外参测算方法的有益效果相同，此处不做赘述。
[0025]第四方面，本专利技术还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述云台相机外参测算方法。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供的一种计算机可读存储介质的有益效果与上述技术方案所述一种云台相机外参测算方法的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0027]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0028]图1为本专利技术提供的一种云台相机外参测算方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术提供的在y轴方向对应的边重合时基准物和参考物的位置关系示意图；
[0030]图3为本专利技术提供的一种云台相机外参测算装置的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术提供的一种云台相机外参测算设备的结构示意图。
具体实施方式
[0032]为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0033]需要说明的是，本专利技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本专利技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种云台相机外参测算方法，其特征在于，包括：根据物理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围，确定第一外参分量；调整物理相机在云台上的位置，根据物理相机图像中的基准物和参考物的重合边，确定第二外参分量；所述基准物与参考物的形状相同，均为规则形状；在第一外参分量以及第二外参分量均为零时，对数值非零的第三外参分量进行修正，得到修正后的第三外参分量的数值；所述第三外参分量为偏移参数；基于所述第一外参分量、所述第二外参分量以及所述第三外参分量确定物理相机的外参。2.根据权利要求1所述云台相机外参测算方法，其特征在于，物理相机的外参分量包括x轴偏移参数、y轴偏移参数、z轴偏移参数、x轴旋转参数、y轴旋转参数、z轴旋转参数；所述根据物理相机能够在云台中三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围，确定第一外参分量，包括：获取物理相机能够在云台中x轴、y轴和z轴三个维度上移动的偏移范围和旋转角度范围；判断每个维度对应的偏移范围和旋转角度范围是否为零；若任意一个偏移范围和旋转角度范围为零，则将对应的偏移参数和/或旋转参数确定为第一外参分量。3.根据权利要求1所述云台相机外参测算方法，其特征在于，所述调整物理相机在云台上的位置，根据物理相机图像中的基准物和参考物的重合边，确定第二外参分量，包括：获取物理相机拍摄的基准物图像和参考物图像；分别在云台中每个维度方向上移动物理相机，判断基准物图像和参考物图像对应的边是否能够重合；若能够重合，则重合边对应维度的偏移参数和旋转参数的数值为零，将重合边对应维度的偏移参数和旋转参数确定为第二外参分量。4.根据权利要求1所述云台相机外参测算方法，其特征在于，所述第三外参分量为x轴偏移参数，所述x轴与物理相机镜头垂直，所述在第一外参分量以及第二外参分量均为零时，对数值非零的第三外参分量进行修正，得到修正后的第三外参分量的数值，包括：将调整位置后的物理相机的位姿信息实时传送给虚拟引擎，使虚拟相机与物理相机的运动及构图同步；在物理相机前方放置一个物理标靶；所述物理标靶的中心点与物理相机的视口中心对应；在虚拟相机前方同样位置放置一个虚拟标靶，所述虚拟标靶的中心点与虚拟相机的视口中心对应；将物理相机拍摄的物理标靶图像和虚拟标靶对应的图像传送到显示屏中进行显示；调整物理相机的聚焦参数和x轴偏移参数，以使显示屏中的物理标靶图像和虚拟标靶图像在任何聚焦参数下均完全对齐，得到各聚焦参数对应的x轴偏移参数值。5.根据权利要求4所述云台相机外参测算方法，其特征在于，所述调整物理相机的聚焦参数和x轴偏移参数，以使显示屏中的物理标靶图像和虚拟标靶图像在任何聚焦参数下均
完全对齐，得到各聚焦参数对应的x轴偏移参数值，包括：将物理相机的聚焦参数调整为零，然后调整x轴偏移参数，直到显示屏中的物理标靶图像和虚拟标靶图像完全对齐，得到第一x轴偏移参数；将物理...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁海昕，
申请(专利权)人：地球山北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：