本发明专利技术涉及一种相机标定方法及系统，其包括如下步骤：通过相机参数向量的梯度以及海森矩阵的近似逆对相机参数向量的目标函数值和/或梯度进行迭代更新，直至满足收敛条件；根据满足收敛条件时返回的相机参数向量求解内参矩阵，以得到优化后的相机标定参数。本申请可以，减小运算量，同时可以降低对海森矩阵的存储需求以及内存消耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学成像设备领域，尤其涉及一种相机标定方法及系统，以及一种用于实施该方法的计算机程序产品。
技术介绍
1、相机标定是指确定相机光轴、成像平面及其相对位置关系的过程，其目的是求出相机内参、外参等参数，以校正相机畸变，使图像形变和失真最小，尽可能精确和真实地反映场景信息，从而提高图像处理和计算机视觉的准确性和鲁棒性。
2、但目前常规的相机标定过程通常需要使用多张不同位置或角度的图像进行计算，处理数据多，计算量大，耗时久，尤其是当标定板上的特征点数量较大，或者需要进行大规模相机标定时，传统算法可能会出现收敛速度慢、内存开销大的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种相机标定方法及系统，其可以减小数据量较大时的运算量，同时可以降低对海森矩阵的存储需求以及内存消耗，以更好地满足大规模相机标定的需要。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一方面，提供了一种相机标定方法，其包括如下步骤：
4、通过相机参数向量的梯度以及海森矩阵的近似逆对相机参数向量的目标函数值和/或梯度进行迭代更新，直至满足收敛条件；
5、根据满足所述收敛条件时返回的相机参数向量求解内参矩阵，以得到优化后的相机标定参数。
6、优选的，满足所述收敛条件，包括如下步骤：
7、获取当前相机参数向量xk的目标函数f(xk)和梯度
8、若‖gk‖≦参数收敛阈值ε，则返回最优解x*＝xk。
>9、优选的，若‖gk‖＞参数收敛阈值ε，10、获取当前海森矩阵hk的近似逆hk-1以及梯度下降方向dk；
11、并确定步长αk，使得f(xk+αkdk)≤阈值。
12、优选的，所述梯度下降方向dk＝-hk-1gk。
13、优选的，所述步长αk通过线搜索方法获得。
14、优选的，所述阈值的取值范围为[0.3,0.5]。
15、优选的，确定所述步长αk后，对当前海森矩阵hk的近似逆hk-1进行更新：
16、
17、其中，dk+1表示更新后的海森矩阵的近似逆hk-1，dk＝hk-1；t表示矩阵转置，sk表示相机参数向量的增量，且sk＝αkdk，yk表示梯度变化量，且yk＝gk+1-gk。
18、优选的，所述目标函数f(xk)的定义如下：
19、
20、其中，n是标定板上所有标定点的数量，m是每个标定点的图像中重复观测次数；(xij,yij)是第i个标定点在第j次观测中的图像坐标；是通过已知的相机内参和外参参数将第i个标定点的物理坐标转换到图像坐标系下的预测值。
21、优选的，所述相机标定方法还包括：得到所述优化后的相机标定参数后，对相机参数标定结果进行评估。
22、还提供一种相机标定系统，用于实现上述相机标定方法，其包括：
23、坐标存储单元，用于存储标定点在世界坐标系下的物理坐标以及该标定点在图像上的重投影坐标；
24、迭代计算单元，用于通过相机参数向量的梯度以及海森矩阵的近似逆对相机参数向量的目标函数值和/或梯度进行迭代更新，直至满足收敛条件；
25、相机标定参数获取单元，用于根据满足收敛条件时返回的相机参数向量求解内参矩阵，以得到优化后的相机标定参数；
26、以及评估单元，用于对相机参数标定结果进行评估。
27、综上所述，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
28、本申请可以通过海森矩阵的近似逆对参数进行更新，及在此基础上完成迭代计算，以输出相机参数的最优解，减小运算量，同时可以降低对海森矩阵的存储需求以及内存消耗，以此可以更好地满足大规模相机标定的需要，且具备更好的收敛速度和稳定性。
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【技术保护点】
1.一种相机标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的相机标定方法，其特征在于，满足所述收敛条件，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的相机标定方法，其特征在于，若‖gk‖＞参数收敛阈值ε，
4.如权利要求3所述的相机标定方法，其特征在于，所述梯度下降方向dk＝-Hk-1gk。
5.如权利要求3所述的相机标定方法，其特征在于，所述步长αk通过线搜索方法获得。
6.如权利要求3所述的相机标定方法，其特征在于，所述阈值的取值范围为[0.3,0.5]。
7.如权利要求3所述的相机标定方法，其特征在于，确定所述步长αk后，对当前海森矩阵Hk的近似逆Hk-1进行更新：
8.如权利要求2-7任一项所述的相机标定方法，其特征在于，所述目标函数f(xk)的定义如下：
9.如权利要求1所述的相机标定方法，其特征在于，所述相机标定方法还包括：得到所述优化后的相机标定参数后，对相机参数标定结果进行评估。
10.一种相机标定系统，用于实现权利要求1-9任一项所述的相机标定方法，其特征在于，所述相机标定系统包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种相机标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的相机标定方法，其特征在于，满足所述收敛条件，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的相机标定方法，其特征在于，若‖gk‖＞参数收敛阈值ε，
4.如权利要求3所述的相机标定方法，其特征在于，所述梯度下降方向dk＝-hk-1gk。
5.如权利要求3所述的相机标定方法，其特征在于，所述步长αk通过线搜索方法获得。
6.如权利要求3所述的相机标定方法，其特征在于，所述阈值的取值范围为[0....
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晟，刘瑞，周向，田鹏，商长弘，
申请(专利权)人：武汉轩辕智驾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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