【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机，更进一步属于计算机视觉中的一种基于三维重建技术的相机内参获取方法。本专利技术可用于相机标定从而获得相机内参。
技术介绍
1、相机标定是计算机视觉和计算机图形学领域中的重要技术之一，通过准确的估计相机的内参，可以更加精确地还原图像中的三维信息，从而实现各种技术应用，例如物体跟踪、三维重建、虚拟对象插入等技术应用。传统的相机标定方法通常需要特定的标定模板或其他已知尺寸的对象并获取一些特征点，并且需要拍摄多张图像，整个流程比较繁琐并且需要消耗大量时间。除此之外标定物难以充满整个拍摄画面，会导致最后的标定结果的精确性不高。
2、深圳市森国科科技股份有限公司在其申请的专利文献“一种相机内参标定方法、装置、设备及可读存储介质”(申请号cn201910382602.0，申请日2019.05.09，申请公布号cn110246187 a)中公开了一种相机标定方法。该方法使用一种玻璃材质制作的标准棋盘格标定板，首先通过相机获取标定板的图像，随后计算图像中标定板的棋盘格角点，之后提取角点的亚像素，最后采用相机标定算法对相机内参进行标定。该方法存在的不足之处在于，标定多个相机时，在标定每个相机的过程中都需要对棋盘格标定板重复拍摄大量图片，使用起来较为复杂。
3、歌尔光学科技有限公司在其申请的专利文献“相机内参标定的方法、装置及计算机存储介质”(申请号cn202011235516.6，申请日2020.11.06，申请公布号cn 112308933a)中公开了一种相机标定方法。该方法使用相机采集由激光发射器形成
4、z.zhang等人在其发表的论文“a flexible new technique for cameracalibration”(ieee transactions on pattern analysis and machine intelligence,vol.22,no.11,pp.1330-1334,nov.2000,doi:10.1109/34.888718)中提出了一种相机标定方法。该方法在标定相机时在标定相机时，需要用相机从不同的角度来拍摄棋盘格，检测图像中的角点，建立世界坐标系，将世界坐标点与图像坐标点进行对应，估计相机参数，最后通过迭代优化来提高参数估计的精度。该方法存在的不足之处在于，在实际操作中很难保证让棋盘格充满整个拍摄画面，会导致标定的精度不高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷。提出一种基于三维重建技术的相机内参获取方法。用于解决相机标定时需要使用特定结构的标定板，在标定多个相机时需要拍摄大量的图片来完成内参标定的操作，并且在拍摄图像时标定物难以充满整个图像，造成最后标定精度不高的问题。
2、为实现上述目的的思路是，本专利技术先设置标定场景，使用三维重建技术对该标定场景进行重建，具体方法是使用张氏标定法对一个相机进行标定，估计该相机的内参，然后使用该相机对布置好的标定场景拍摄多张图像，确保覆盖不同的视角，并对图像对进行特征匹配获取图像对。使用运动结构恢复算法对所有图像对进行三维重建，同时获得重建场景的三维点信息，以及这些三维点在每张图像中对应的二维点。使用将要标定的相机对标定场景进行拍摄一张图像，并使标定场景充满整个画面。使用特征检测算法，对图像进行特征检测，得到图像中所有的特征点，将图像中的每个特征点标定相机拍摄的首张图像的每个特征点进行匹配，得到特征点之间的匹配点对，再将特征点之间的匹配点对与标定场景的三维点坐标进行匹配得到特征点与三维点的匹配点对。然后可以根据得到的二维点和三维点的匹配点对来计算未标定相机的投影矩阵，分解得到的相机投影矩阵，从而得到相机的内参。
3、本专利技术实现具体步骤如下：
4、步骤1，设置标定场景：
5、制作一个三个面互相垂直的立体结构，在每个面上随机分布黑白色像素点；
6、步骤2，使用三维重建技术重建标定场景：
7、使用标定内参的相机拍摄标定场景不同角度的图像，生成所有图像的图像对，使用运动结构恢复算法得到标定场景的三维点坐标信息；
8、步骤3，使用重建的标定场景对其他未标定相机进行标定，得到未标定相机的内参。
9、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
10、第一，本专利技术搭建了一个标定场景，使用未标定相机拍摄该标定场景时，标定场景可以充满整个拍摄画面，克服了标定物难以充满整个拍摄画面的不足，使本专利技术在计算未标定相机内参时具有精度更高且对标定物的要求大大降低的优点。
11、第二，本专利技术使用三维重建技术对标定场景进行重建。在对未标定相机进行标定时可基于该次重建结果进行，克服了在标定多个相机时需要重复拍摄大量图像进行标定的不足，使本专利技术提高了相机标定的效率。
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1.一种基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，使用三维重建技术对标定场景进行重建，使用重建后的标定场景对其他未标定相机进行内参标定；该方法的步骤包括如下：
2.根据权利要求1所述的基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，步骤2中所述的标定内参的相机指的是，使用张氏标定法，标定一个相机的内参。
3.根据权利要求1所述的基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，步骤2中所述不同角度的图像指的是，使用标定内参的相机拍摄标定场景中至少30张图像，每张图像的拍摄角度均不相同。
4.根据权利要求1所述的基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，步骤2中所述生成所有图像的图像对的步骤是，
5.根据权利要求1所述的基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，步骤2中所述运动结构恢复算法指的是，使用增量式SFM算法对步骤2中得到的所有图像对进行三维重建，得到标定场景的三维点坐标信息以及三维点与所有图像中的二维点的对应关系。
6.根据权利要求1所述的基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，步骤3所述
...【技术特征摘要】
1.一种基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，使用三维重建技术对标定场景进行重建，使用重建后的标定场景对其他未标定相机进行内参标定；该方法的步骤包括如下：
2.根据权利要求1所述的基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，步骤2中所述的标定内参的相机指的是，使用张氏标定法，标定一个相机的内参。
3.根据权利要求1所述的基于三维重建技术的相机内参获取方法，其特征在于，步骤2中所述不同角度的图像指的是，使用标定内参的相机拍摄标定场景中至少30张图像，每张图像的拍摄角度均不相同。
【专利技术属性】
技术研发人员：姜光，李鹏程，高常泰，陈浩，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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