基于圆环点的相机自标定方法及装置

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。

主权项

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；其中，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、HI、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、ACD以及ABC；其中，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P_1m、P_2m、P_3m以及P_4m；定义所述三角形ACD中直线AC和GH、直线AD和HI、直线AH以及直线CD的无穷远点的成像点分别为P_5m、P_2m、P_6m以及P_7m；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P_5m、P_1m、P_8m以及P_9m；利用公式获得所述成像点P_1m、P_2m以及P_5m的坐标，其中所述A_m、B_m、G_m、F_m、D_m、E_m、C_m、H_m、I_m以及J_m即为所述图像中的特征点坐标；利用公式$\left\{\begin{array}{c}{P}_{3m}=A_m{F}_m\times P_{1m}{P}_{2m}\\ P_{4m}=B_m{D}_m\times P_{1m}{P}_{2m}\\ P_{6m}=A_m{H}_m\times P_{5m}{P}_{2m}\\ P_{7m}=C_m{D}_m\times P_{5m}{P}_{2m}\\ P_{8m}=A_m{J}_m\times P_{5m}{P}_{1m}\\ P_{9m}=B_m{C}_m\times P_{5m}{P}_{1m}\end{array}\right.,$获得所述成像点P_3m、P_4m、P_6m、P_7m、P_8m、P_9m的坐标。