一种双目相机标定方法技术

本发明专利技术属于机器视觉领域，具体涉及一种双目相机标定方法

【技术实现步骤摘要】
一种双目相机标定方法、系统、装置


[0001]本专利技术属于机器视觉领域，具体涉及一种双目相机标定方法
、
系统
、
装置
。

技术介绍

[0002]检测技术的发展显著提高了工业生产的质量，特别是精密工件的表面质量检查尤为重要
。
随着计算机视觉技术的发展，双目相机测量已成为非接触式测量的重要方式
。
双目相机的测量精度取决于标定精度
。
针对双目相机标定，国内外研究人员开展了广泛研究
。
双目相机由两个位姿关系固定的单目相机组合而成，双目相机的标定往往需要以单目相机标定作为基础
。
对于单目相机而言，现有技术通常将成像模型表示为小孔成像模型
、
正交投影模型等；为了提高标定精度，研究人员还会在成像模型的基础上标定与镜头畸变相关的畸变参数
。
对于双目相机，常见的标定方式是首先对它的两个单目相机分别进行标定，然后进一步确定两个单目相机之间的位姿关系
。
上述分阶段的双目相机标定方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双目相机标定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤
S10
，通过双目相机的左相机
、
右相机采集以不同姿态放置的标定板的图像，作为输入图像；步骤
S20
，为不同姿态的标定板分别建立标定板坐标系，获取各标定板上所有有效圆斑的中心在对应标定板坐标系下的坐标，并分别提取每对输入图像中各有效圆斑的中心对应的四维图像坐标；将每个标定板上各有效圆斑的中心在其对应的标定板坐标系下的坐标与对应的四维图像坐标组合起来，形成控制点集合，其中，所述有效圆斑为能够被所述双目相机的左相机
、
右相机同时观测到的圆斑；步骤
S30
，分别在两两控制点集合中搜索它们之间四维像素坐标的欧式距离小于设定距离阈值的两组控制点，并构成这两个控制点集合所对应的标定板之间的交线的交线点集合；对各个交线点集合进行拟合，得到相应的交线方程；步骤
S40
，结合各交线方程，以任一标定板坐标系为参考坐标系，分别计算其它标定板坐标系的
XY
平面的法向量在所述参考坐标系下的表示，进而求取其它标定板坐标系相对于所述参考坐标系的位姿变换矩阵；步骤
S50
，根据各姿态下的标定板对应的控制点集合，分别得到所述双目相机的左相机
、
右相机中各像素在每个标定板图像上最近的四个有效圆斑的中心的图像坐标，利用插值计算出所述左相机中各像素的像素投影直线与各姿态下标定板所在平面的交点在相应标定板坐标系下的坐标，并转换到所述参考坐标系下得到左相机中各像素对应的第一交点坐标集合，利用插值计算出所述右相机中各像素的像素投影直线与各姿态下标定板所在平面的交点在相应标定板坐标系下的坐标，并转换到所述参考坐标系下得到右相机中各像素对应的第二交点坐标集合；对所述左相机中各像素对应的第一交点坐标集合中的坐标进行直线拟合，将拟合后的直线作为左相机中各像素的像素投影直线；对所述右相机中各像素对应的第二交点坐标集合中的坐标进行直线拟合，将拟合后的直线作为右相机中各像素的像素投影直线；将所述左相机中所有像素的像素投影直线和所述右相机中所有像素的像素投影直线作为双目相机的标定结果，实现双目相机的标定
。2.
基于权利要求1所述的一种双目相机标定方法，其特征在于，通过双目相机的左相机
、
右相机采集以不同姿态放置的标定板的图像，作为输入图像，其方法为：利用双目相机的左相机
、
右相机采集设定个不同姿态的标定板的图像，在每个姿态的标定板下，所述双目相机的左相机
、
右相机分别采集一张图像并组合成一对，共获得设定对图像，作为输入图像
。3.
基于权利要求2所述的一种双目相机标定方法，其特征在于，所述四维图像坐标，其获取方法为：通过
OpenCV
库的
findCirclesGrid
函数得到输入图像的各图像中所有有效圆斑的中心对应的图像坐标，组合每对输入图像中各有效圆斑的中心对应的图像坐标形成四维图像坐标
。4.
基于权利要求1所述的一种双目相机标定方法，其特征在于，以任一标定板坐标系为参考坐标系，分别计算其它标定板坐标系的
XY
平面的法向量在所述参考坐标系下的表示，进而求取其它标定板坐标系相对于所述参考坐标系的位姿变换矩阵，其方法为：
以第一个姿态的标定板对应的标定板坐标系为参考坐标系，其它标定板坐标系的
XY
平面的法向量在参考坐标系下的表示1n
m
计算如下：1n2＝1I
12∧1
I
23
/|1I
12∧1
I
23
|1n3＝1I
13∧1
I
23
/|1I
13∧1
I
23
|
其中
∧
表示反对称操作，
|1I
12∧1
I
23
|
为向量1I
12∧1
I
23
的模长，
|1I
13∧1
I
23
|
为向量1I
13∧1
I
23
的模长，1I
23
为
l
23
在标定板坐标系中的方向向量，根据求解出来，
T
表示转置操作，
m
I
ij
表示交线
l
ij
在标定板坐标系中的方向向量，
i
，
j
＝1，2，3，
i
＜
j
，
m
表示标定板坐标系的数量，
m
＝1，2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠辉，曹志强，公续荣，管培育，刘希龙，亢晋立，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：