【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及相机标定领域，具体地，涉及一种可见光与红外相机联合成像的标定方法。
技术介绍
1、在可见光双目视觉的标定方法中，张氏标定法是最为普遍使用的。它通过制作简单的黑白相间平面棋盘格作为标定物进行相机标定。
2、但在红外相机成像中，传统的二维平面靶标的角点、颜色与纹理特征的成像效果较差，因此无法直接使用可见光双目视觉的标定板进行标定。
3、因此，提供一种在使用过程中通过铝制作为基板，并在基板上绘制黑白棋盘作为标定物，通过加热的方式，能够辅助相机获取更清晰和稳定的图像，提高了相机拍摄的精度，而且具有较好鲁棒性的一种可见光与红外相机联合成像的标定方法是本专利技术亟需解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术的目的是克服现有技术在红外相机成像中，传统的二维平面靶标的角点、颜色与纹理特征的成像效果较差，无法直接使用可见光双目视觉的标定板进行标定的问题，从而提供了一种在使用过程中通过铝制作为基板，并在基板上绘制黑白棋盘作为标定物，通过加热的方式，能够辅助相机获取更清晰和稳定的图像，提高了相机拍摄的精度，而且具有较好的鲁棒性的一种可见光与红外相机联合成像的标定方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种可见光与红外相机联合成像的标定方法，所述标定方法包括：
3、选取铝制板材作为基板，在该基板上绘制黑白棋盘以形成标定物；
4、通过加热组件对所述基板进行加热至预设的温度阈值，以使所述标定物的边界和角点清晰显现
5、分别利用可见光相机和红外相机在调节所述标定物的方位的情况下获取若干张在不同方位下的所述标定物的可见光图像和红外图像；
6、分别对获取的每张可见光图像和红外图像进行处理，以分别获取所述标定物的红外图像角点坐标和所述标定物的可见光图像角点坐标；
7、分别对获得的每张图像对应的红外图像角点坐标和可见光图像角点坐标进行变换处理，以得到每张图像在像素坐标系下的离散图像点；
8、根据得到的每张图像在像素坐标系下的离散图像点分别计算出可见光相机和红外相机的内外参数，以得到标定结果。
9、优选地，所述基板的表面覆盖有氧化铝层，绘制黑白棋盘位于氧化铝层上。
10、优选地，所述分别对获得的每张图像对应的红外图像角点坐标和可见光图像角点坐标进行变换处理，以得到每张图像在像素坐标系下的离散图像点包括以下步骤：
11、将所述标定物的红外图像的角点坐标和所述标定物的可见光图像角点坐标分别经过仿射变换和投影透射，以得到各自在像素坐标系下的离散图像点。
12、优选地，所述根据得到的每张图像在像素坐标系下的离散图像点分别计算出可见光相机和红外相机的内外参数，以得到标定结果包括以下步骤：
13、将所述标定物的红外图像的角点坐标和所述标定物的可见光图像角点坐标分别依次经过世界坐标系、相机坐标系和图像坐标系之间变换矩阵，以获得所述标定物的红外图像的像素坐标矩阵和所述标定物的可见光图像的像素坐标系矩阵；其中，
14、所述标定物的红外图像的像素坐标矩阵和所述标定物的可见光图像的像素坐标系矩阵均为：其中，u、v表示像素坐标系中的坐标，s表示尺度因子，fx、fy、u0、v0、γ表示相机内参数，r、t表示相机的外参数，τ为像素点在x，y方向上尺度的偏差，xw、yw、zw表示世界坐标系中的坐标，根据张氏标定法可知，相机的内参矩阵为：
15、优选地，所述根据得到的每张图像在像素坐标系下的离散图像点分别计算出可见光相机和红外相机的内外参数，以得到标定结果还包括以下步骤：
16、根据张氏标定法，利用所述相机的内参矩阵为：外参矩阵为：
17、将内参矩阵和外参矩阵结合得出：
18、单应性矩阵并通过单应性矩阵来计算出相机内参数：fx、fy、u0、v0、γ和外参数：r、t。
19、优选地，所述世界坐标系到相机坐标系的变换矩阵为：
20、所述相机坐标系到图像坐标系的变换矩阵为：所述图像坐标系到像素坐标系的变换矩阵为：根据上述技术方案，本专利技术提供的可见光与红外相机联合成像的标定方法在使用时的有益效果为：
21、(1)本专利技术提供的铝制板材的基板作为绘制有黑白棋盘的所述标定物的优点有：一方面由于铝制板材具有良好的导热性，配合加热组件能够使得所述基板的升温速度缓慢可控，以使加热后的基板可以较好的控制在所设的温度阈值，从而能够使得图像更清洗和稳定地显示，通过加热后的标定物上绘制的黑白棋盘能够更清晰地显现出来，以获取可见光相机与红外相机摄像头良好的标定效果；
22、另一方面，该由铝制板材制作而成的所述标定物很容易制作，制作难度小，铝制材料也容易获取，而且由于所述标定物是有铝制板材作为基板，具有较好的耐磨性，延长了所述标定物的使用寿命。
23、因此，通过铝制板材作为基板，并在基板上绘制黑白棋盘作为标定物，在所述标定物在加热后应用于红外相机的标定，可以具有良好成像的效果。
24、(2)本专利技术提供的一种可见光与红外相机联合成像的标定方法仅需使用一个标定物，并从不同方向拍摄几组图片即可，不仅实用灵活方便，而且精度很高，鲁棒性好。
25、因此，本专利技术提供的一种可见光与红外相机联合成像的标定方法，通过铝制作为基板，并在基板上绘制黑白棋盘作为标定物，通过加热的方式，能够辅助相机获取更清晰和稳定的图像，提高了相机拍摄的精度，而且具有较好的鲁棒性。
26、本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明；而且本专利技术中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
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1.一种可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：
2.根据权利要求1所述的可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述基板(1)的表面覆盖有氧化铝层(2)，绘制黑白棋盘位于氧化铝层(2)上。
3.根据权利要求1所述的可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述分别对获得的每张图像对应的红外图像角点坐标和可见光图像角点坐标进行变换处理，以得到每张图像在像素坐标系下的离散图像点包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述根据得到的每张图像在像素坐标系下的离散图像点分别计算出可见光相机和红外相机的内外参数，以得到标定结果包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述根据得到的每张图像在像素坐标系下的离散图像点分别计算出可见光相机和红外相机的内外参数，以得到标定结果还包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述世界坐标系到相机坐标系的变换矩阵为：<...
【技术特征摘要】
1.一种可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：
2.根据权利要求1所述的可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述基板(1)的表面覆盖有氧化铝层(2)，绘制黑白棋盘位于氧化铝层(2)上。
3.根据权利要求1所述的可见光与红外相机联合成像的标定方法，其特征在于，所述分别对获得的每张图像对应的红外图像角点坐标和可见光图像角点坐标进行变换处理，以得到每张图像在像素坐标系下的离散图像点包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的可...
【专利技术属性】
技术研发人员：王元千，王学民，
申请(专利权)人：芜湖圣美孚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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