摄像机大视场高精度快速现场全局标定方法，它涉及视觉测量中的摄像机标定方法。它解决了大视场标定过程中使用大型高精度靶标成本高，难以维护且运输困难的问题和摄像机参数在测量过程中发生变化对测量结果的影响及现场标定参数计算耗时过大的问题。高精度全局预先标定：基于控制线的摄像机畸变参数的标定和基于控制点的摄像机非畸变参数的全局标定；快速现场校正：设置若干个特征点，使用预先标定的参数求取特征点在世界坐标系下的坐标，相应的摄像机坐标系下的坐标，图像坐标；检测在测量过程中特征点在图像坐标的变化；测量过程中摄像机非畸变参数的变化量Δc的最小二乘解，根据求得Δc进行校正完成。应用于视场达8m×8m的摄像机的高精度现场标定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及视觉测量中的一种摄像机标定方法。
技术介绍
摄像机标定是视觉测量系统研制中的关键技术之一，摄像机的标定精度直接决定了系统的性能。当前，高精度摄像机标定几乎都依赖于高精度靶标，而且为了获得较高的标定精度，要求靶标能够充满整个视场。但当视场较大时这些条件很难满足，因为此时所需高精度靶标的尺寸非常大，其不但研制成本高而且难以维护和运输。另外，摄像机尤其是非量测摄像机的参数在测量过程中会随着使用环境变化等原因而改变，所以当测量精度需求较高时，摄像机的标定通常是待其安装到现场后在测量的同时进行，即常说的现场标定。此时标定参数计算耗时大的问题是制约许多标定算法应用的一个重要因素，尤其是在那些需要进行实时测量的场合。
技术实现思路
本专利技术为了解决大视场标定过程中使用大型高精度靶标成本高，难以维护且运输困难的问题和摄像机参数在测量过程中发生变化对测量结果的影响及现场标定参数计算耗时过大的问题，而提出了。本专利技术的步骤如下A、高精度全局预先标定步骤一基于控制线的摄像机畸变参数的标定建立二维图像平面上被弯曲直线的直线度误差函数X2 ；假设被弯曲的直线Ii上有η个点，其上第j个点的图像坐标记为T，那么被弯曲的直线Ii的直线度误差函数X2表示为X2(Ii)=a sin2 Φ式中η =Σχ .H1 η(η Σχ<:> V .H 权利要求1.，其特征在于它步骤如下A、高精度全局预先标定步骤一基于控制线的摄像机畸变参数的标定建立二维图像平面上被弯曲直线的直线度误差函数X2 ；假设被弯曲的直线Ii上有η 个点，其上第j个点的图像坐标记为T，那么被弯曲的直线Ii的直线度误差函数X2 表示为2.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤一中非线性算法采用最小二乘法、爬山法或LM算法。全文摘要，它涉及视觉测量中的摄像机标定方法。它解决了大视场标定过程中使用大型高精度靶标成本高，难以维护且运输困难的问题和摄像机参数在测量过程中发生变化对测量结果的影响及现场标定参数计算耗时过大的问题。高精度全局预先标定基于控制线的摄像机畸变参数的标定和基于控制点的摄像机非畸变参数的全局标定；快速现场校正设置若干个特征点，使用预先标定的参数求取特征点在世界坐标系下的坐标，相应的摄像机坐标系下的坐标，图像坐标；检测在测量过程中特征点在图像坐标的变化；测量过程中摄像机非畸变参数的变化量Δc的最小二乘解，根据求得Δc进行校正完成。应用于视场达8m×8m的摄像机的高精度现场标定。文档编号G06T7/00GK102208108SQ20111008231公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月1日 优先权日2011年4月1日专利技术者关钰, 朱永丽, 杨明, 霍炬 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．摄像机大视场高精度快速现场全局标定方法，其特征在于它步骤如下：Ａ、高精度全局预先标定：步骤一：基于控制线的摄像机畸变参数的标定：建立二维图像平面上被弯曲直线的直线度误差函数χ２；假设被弯曲的直线ｌｉ上有ｎ个点，其上第ｊ个点的图像坐标记为［ｘｉｊ，ｙｉｊ］Ｔ，那么被弯曲的直线ｌｉ的直线度误差函数χ２表示为：ｘ２（ｌｉ）＝ａ ｓｉｎ２φ－２｜ｂ｜｜ｓｉｎφ｜ｃｏｓφ＋ｃ ｃｏｓ２φ式中（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｊ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｂ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｔｘ Δｔｙ Δｔｚ］Ｔ步骤六：根据求得的Δｃ进行校正，完成标定。／ｍａｔｈ）ｆ０表示预先标定出来的摄像机焦距；Ｒ′γｉ表示矩阵Ｒ′γ的第ｉ行元素组成的行向量，下脚标ｘ，ｙ，ｚ表示ｘ，ｙ，ｚ的分量，其它变量符号的定义类推，测量过程中特征点摄像机坐标系下的坐标变化量；Δｃ≡［Δｆ Δγｘ Δγｙ Δγｚ Δ）ｚ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｔｃｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（／ｍｒｏｗ）?（?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｔｃｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉｕｂ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｔｃｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）ｍｉ）?（ｍｉ）ｔｃｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｔｗｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｚ（／ｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｔｃｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｔｃｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｒ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｒ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｚ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｍｉ）ｔｃｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：霍炬，杨明，关钰，朱永丽，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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