一种基于OpenCV摄像头标定的3D输入方法

摘要

本发明涉及一种3D输入方法，具体涉及一种具有6自由度的基于OpenCV摄像机标定技术的3D输入方法。本发明包括：输入棋盘方格大小、角点数目以及摄像机输出图像的大小参数；判断本次输入的参数是否与上一次保存的棋盘方格大小、角点数目，输出图像大小一致；对摄像头进行标定，求解摄像机的内部参数矩阵以及摄像机镜头引起的畸形系数；对摄像头采集棋盘的图像进行灰度处理；提取图像上棋盘的角点信息；判断输入图像的角点数目与棋盘的角点总数是否一致；提取棋盘所有角点的位置信息，根据摄像头的内参矩阵以及畸形系数，分别求出棋盘的6个自由度信息。本发明克服了传统3D输入设备的结构复杂、成本高、维护困难等缺点。

主权项

一种基于OpenCV摄像头标定的3D输入方法，其特征在于：(1)输入棋盘方格大小、棋盘角点总数目以及摄像机输出图像的大小参数；(2)判断本次输入的参数是否与上一次保存的棋盘方格大小、棋盘角点总数目，摄像机输出图像的大小一致，若一致，程序执行步骤(3)，否则程序执行步骤(4)；(3)对摄像头进行标定，求解摄像机的内部参数矩阵以及摄像机镜头引起的畸形系数：1)输入需要进行摄像机标定的图像数量；2)移动或旋转棋盘到不同的位置，通过摄像机采集棋盘的图像，按顺序进行编号并保存；3)对采集的图像进行灰度处理，提取棋盘图像的角点信息；4)判断提取的棋盘图像的角点数量与输入的棋盘角点总数目是否一致，若一致，则执行5)，若不一致，重新步骤2)，采集下一张图片；5)提取棋盘所有角点的信息，并临时保存；6)判断摄像机进行标定的图像数量是否与设定的数目相同，若不同，返回步骤2)继续采集图片，若相同，执行步骤7)；7)收集每张不同角度的棋盘角点信息，计算出摄像头的内参矩阵以及畸形系数；8)将计算得到的内参矩阵以及畸形系数，保存成XML文件，并释放内存，执行步骤(4)；(4)对摄像头采集棋盘的图像进行灰度处理；(5)提取图像上棋盘的角点信息；(6)判断输入图像的角点数目与真实的棋盘角点总数目是否一致，若不一致，提取新的图像，重新执行步骤(4)，若一致，执行步骤(7)；(7)提取棋盘所有角点的位置信息，根据已经保存的摄像机的内参矩阵以及畸形系数，求解出当前棋盘的位姿，通过空间解析，分别求出棋盘的6个自由度信息，即位置(x,y,z)和姿态(γ,β,α)，最后返回步骤(4)进行新一轮循环计算，直到提取完所有图像。