專利名稱：基于圓環(huán)點(diǎn)的相機(jī)自標(biāo)定方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于圓環(huán)點(diǎn)的相機(jī)自標(biāo)定方法
及裝置。
背景技術(shù)：
相機(jī)標(biāo)定主要是用于確定空間物體表面某點(diǎn)的三維幾何位置與其在圖像中對應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系。相機(jī)標(biāo)定包括求解相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣和外參數(shù)矩陣。內(nèi)參數(shù)矩陣
權(quán)利要求
1.一種基于圓環(huán)點(diǎn)的相機(jī)自標(biāo)定方法，其特征在于，包括: 輸入至少一幅標(biāo)定物圖像，提取所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)，所述標(biāo)定物包括三個(gè)互相垂直相交的平面； 根據(jù)所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)，獲取所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的垂直線的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)； 根據(jù)所述無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)和拉蓋爾定理的推論，獲取所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)； 根據(jù)所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，獲取相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣，以對所述相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸入至少一幅標(biāo)定物圖像，提取所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)的步驟之前，包括: 取所述標(biāo)定物中三角形ABD、ACD以及ABC中直線AB、BD、AD、CD、AC以及BC的中點(diǎn)E、F、G、H、I以及J，獲得直線EF、AF、FG、AH、GH、H1、AJ、IJ以及EJ，其中所述標(biāo)定物包括三個(gè)互相垂直相交的等腰直角三角形ABD、A⑶以及ABC。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)，獲取所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的垂直線的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)的步驟，包括: 定義所述三角形ABD中直線AB和GF、直線AD和EF、直線AF以及直線BD的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像點(diǎn)分別為Plm、P2m、P3m以及P4m ;定義所述三角形A⑶中直線AC和GH、直線AD和H1、直線AH以及直線⑶的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像點(diǎn)分別為P5m、P2m、P6m以及P7m ;定義所述三角形ABC中直線AC和EJ、直線AB和IJ、直線AJ以及直線BC的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像點(diǎn)分別為P5m、Plm、P8m以及P9m ； 利用公式
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)和拉蓋爾定理的推論，獲取所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)的步驟，包括: 根據(jù)所述無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)和拉蓋爾定理的推論，分別獲取所述三角形ABD、A⑶以及ABC所在平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)Ilm、Jlm、I2m、J2m、I3m以及J3m，其中，所述拉蓋爾定理的推論是
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述輸入至少一幅標(biāo)定物圖像，提取所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)的步驟，包括:輸入至少兩幅標(biāo)定物圖像，提取所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，獲得相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣的步驟，包括:根據(jù)獲得的至少兩幅圖像的所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，利用奇異值分解方法，獲取相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣。
7.一種基于圓環(huán)點(diǎn)的相機(jī)標(biāo)定裝置，其特征在于，所述裝置包括: 提取模塊，用于輸入至少一幅標(biāo)定物圖像，提取所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)，所述標(biāo)定物包括三個(gè)互相垂直相交的平面； 第一獲取模塊，用于根據(jù)所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)，獲取所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的垂直線的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)； 第二獲取模塊，用于根據(jù)所述無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)和拉蓋爾定理的推論，獲取所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)； 第三獲取模塊，用于根據(jù)所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，獲取相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣，以對所述相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括獲得模塊，所述獲得模塊用于取所述標(biāo)定物中三角形ABD、ACD以及ABC中直線AB、BD、AD、CD、AC以及BC的中點(diǎn)E、F、G、H、I以及J，獲得直線EF、AF、FG、AH、GH、H1、AJ、IJ以及EJ，其中所述標(biāo)定物包括三個(gè)互相垂直相交的等腰直角三角形ABD、A⑶以及ABC。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊包括: 定義單元，用于定義所述三角形ABD中直線AB和GF、直線AD和EF、直線AF以及直線BD的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像點(diǎn)分別為Plm、P2m、P3m以及P4m ;定義所述三角形A⑶中直線AC和GH、直線AD和H1、直線AH以及直線⑶的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像點(diǎn)分別為P5m、P2m、P6m以及P7m;定義所述三角形ABC中直線AC和EJ、直線AB和IJ、直線AJ以及直線BC的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像點(diǎn)分力丨J 為 P5m、Plm、 8111 以及 Pftn ;第一獲得單元，用于利用公式
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊具體用于根據(jù)所述無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)和拉蓋爾定理的推論，分別獲取所述三角形ABD、A⑶以及ABC所在平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)Ilm、Jim、1^1、Jan、1 以及Jan，其中，所述拉蓋爾定理的推論是
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述提取模塊還用于輸入至少兩幅標(biāo)定物圖像，提取所述圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第三獲取模塊還用于根據(jù)獲得的至少兩幅圖像的所述標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，利用奇異值分解方法，獲取相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于圓環(huán)點(diǎn)的相機(jī)自標(biāo)定方法，包括輸入至少一幅標(biāo)定物圖像，提取圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)，標(biāo)定物包括三個(gè)互相垂直相交的平面；根據(jù)圖像中的特征點(diǎn)坐標(biāo)，獲取標(biāo)定物中三個(gè)平面的垂直線的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)；根據(jù)無窮遠(yuǎn)點(diǎn)的成像坐標(biāo)和拉蓋爾定理的推論，獲取標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；根據(jù)標(biāo)定物中三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，獲取相機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣，以對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。通過上述方式，本發(fā)明能夠大大降低相機(jī)標(biāo)定過程的復(fù)雜度。
文檔編號G06T7/00GK103077518SQ201210594468
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者湯中華 申請人:北京配天大富精密機(jī)械有限公司