专利名称：基于圆环点的相机自标定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机视觉技术领域，特别是涉及一种基于圆环点的相机自标定方法
及装置。
背景技术：
相机标定主要是用于确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系。相机标定包括求解相机的内参数矩阵和外参数矩阵。内参数矩阵
权利要求
1.一种基于圆环点的相机自标定方法，其特征在于，包括: 输入至少一幅标定物图像，提取所述图像中的特征点坐标，所述标定物包括三个互相垂直相交的平面； 根据所述图像中的特征点坐标，获取所述标定物中三个平面的垂直线的无穷远点的成像坐标； 根据所述无穷远点的成像坐标和拉盖尔定理的推论，获取所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标； 根据所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标，获取相机的内参数矩阵，以对所述相机进行标定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入至少一幅标定物图像，提取所述图像中的特征点坐标的步骤之前，包括: 取所述标定物中三角形ABD、ACD以及ABC中直线AB、BD、AD、CD、AC以及BC的中点E、F、G、H、I以及J，获得直线EF、AF、FG、AH、GH、H1、AJ、IJ以及EJ，其中所述标定物包括三个互相垂直相交的等腰直角三角形ABD、A⑶以及ABC。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像中的特征点坐标，获取所述标定物中三个平面的垂直线的无穷远点的成像坐标的步骤，包括: 定义所述三角形ABD中直线AB和GF、直线AD和EF、直线AF以及直线BD的无穷远点的成像点分别为Plm、P2m、P3m以及P4m ;定义所述三角形A⑶中直线AC和GH、直线AD和H1、直线AH以及直线⑶的无穷远点的成像点分别为P5m、P2m、P6m以及P7m ;定义所述三角形ABC中直线AC和EJ、直线AB和IJ、直线AJ以及直线BC的无穷远点的成像点分别为P5m、Plm、P8m以及P9m ； 利用公式
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据无穷远点的成像坐标和拉盖尔定理的推论，获取所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标的步骤，包括: 根据所述无穷远点的成像坐标和拉盖尔定理的推论，分别获取所述三角形ABD、A⑶以及ABC所在平面的圆环点的图像坐标Ilm、Jlm、I2m、J2m、I3m以及J3m，其中，所述拉盖尔定理的推论是
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述输入至少一幅标定物图像，提取所述图像中的特征点坐标的步骤，包括:输入至少两幅标定物图像，提取所述图像中的特征点坐标。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标，获得相机的内参数矩阵的步骤，包括:根据获得的至少两幅图像的所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标，利用奇异值分解方法，获取相机的内参数矩阵。
7.一种基于圆环点的相机标定装置，其特征在于，所述装置包括: 提取模块，用于输入至少一幅标定物图像，提取所述图像中的特征点坐标，所述标定物包括三个互相垂直相交的平面； 第一获取模块，用于根据所述图像中的特征点坐标，获取所述标定物中三个平面的垂直线的无穷远点的成像坐标； 第二获取模块，用于根据所述无穷远点的成像坐标和拉盖尔定理的推论，获取所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标； 第三获取模块，用于根据所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标，获取相机的内参数矩阵，以对所述相机进行标定。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括获得模块，所述获得模块用于取所述标定物中三角形ABD、ACD以及ABC中直线AB、BD、AD、CD、AC以及BC的中点E、F、G、H、I以及J，获得直线EF、AF、FG、AH、GH、H1、AJ、IJ以及EJ，其中所述标定物包括三个互相垂直相交的等腰直角三角形ABD、A⑶以及ABC。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括: 定义单元，用于定义所述三角形ABD中直线AB和GF、直线AD和EF、直线AF以及直线BD的无穷远点的成像点分别为Plm、P2m、P3m以及P4m ;定义所述三角形A⑶中直线AC和GH、直线AD和H1、直线AH以及直线⑶的无穷远点的成像点分别为P5m、P2m、P6m以及P7m;定义所述三角形ABC中直线AC和EJ、直线AB和IJ、直线AJ以及直线BC的无穷远点的成像点分力丨J 为 P5m、Plm、 8111 以及 Pftn ;第一获得单元，用于利用公式
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块具体用于根据所述无穷远点的成像坐标和拉盖尔定理的推论，分别获取所述三角形ABD、A⑶以及ABC所在平面的圆环点的图像坐标Ilm、Jim、1^1、Jan、1 以及Jan，其中，所述拉盖尔定理的推论是
11.根据权利要求7至10任一项所述的装置，其特征在于，所述提取模块还用于输入至少两幅标定物图像，提取所述图像中的特征点坐标。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第三获取模块还用于根据获得的至少两幅图像的所述标定物中三个平面的圆环点的图像坐标，利用奇异值分解方法，获取相机的内参数矩阵。
全文摘要
本发明公开了一种基于圆环点的相机自标定方法，包括输入至少一幅标定物图像，提取图像中的特征点坐标，标定物包括三个互相垂直相交的平面；根据图像中的特征点坐标，获取标定物中三个平面的垂直线的无穷远点的成像坐标；根据无穷远点的成像坐标和拉盖尔定理的推论，获取标定物中三个平面的圆环点的图像坐标；根据标定物中三个平面的圆环点的图像坐标，获取相机的内参数矩阵，以对相机进行标定。通过上述方式，本发明能够大大降低相机标定过程的复杂度。
文档编号G06T7/00GK103077518SQ201210594468
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者汤中华 申请人:北京配天大富精密机械有限公司