发明名称 纹理摄像机标定装置与方法及其纹理图像几何校正方法
摘要 本发明涉及一种应用于光学三维测量的纹理摄像机标定装置与方法及其纹理图像几何校正方法。纹理摄像机标定装置包括带有圆点标记阵列的参考平板和移动工作台。参考平板固定于移动工作台上,与其移动方向垂直。纹理摄像机标定方法为,移动工作台驱动参考平板平行移动至至少3个位置,读取移动距离作为其上圆点阵列圆心Z坐标;在参考平板各位置,由纹理摄像机拍摄圆点标记阵列图像,提取圆点圆心像素坐标;求解14个待定参数。纹理图像几何校正方法为,生成空白测量摄像机视角纹理图像;读取该空白图像每像素所对应的被测物面点的三维坐标,求解其在纹理摄像机拍摄的彩色纹理图像中的对应像素坐标,并用其颜色填充测量摄像机视角空白图像像素。
申请公布号 CN102750698B 申请公布日期 2014.12.03
申请号 CN201210188911.2 申请日期 2012.06.11
申请人 上海大学 发明人 郭红卫;周珺;于冲;张志会
分类号 G06T7/00(2006.01)I 主分类号 G06T7/00(2006.01)I
代理机构 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 代理人 何文欣
主权项 一种纹理摄像机标定方法,其特征在于该方法的具体步骤为:第一步、将参考平板(1)圆点标记朝向测量摄像机(4)和纹理摄像机(5)所在方向,可由两台摄像机(4、5)同时拍摄到;参考平板(1)初始位置记录为<i>Z</i><sub>0</sub>=0;用纹理摄像机(5)拍摄标记圆点阵列的图像;移动工作台(2)驱动参考平板(1)至<i>N</i>个不同位置,<i>N</i>≥2,并记录其位置<i>Z<sub>n</sub></i>,<i>n</i>=1,2,…,<i>N</i>;通过这一过程,参考平板(1)的标记圆点圆心构成一个三维空间点阵,其各点空间坐标(<i>X<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>,<i>Y<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>,<i>Z<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>)已知,其中<i>k</i>为圆点标记序号;在参考平板(1)的每个移动到达位置,用纹理摄像机(5)拍摄标记圆点阵列的图像;第二步、对第一步中纹理摄像机(5)获得的图像进行处理,提取各圆点质心作为圆点圆心的像素坐标 (<i>u<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>, <i>v<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>);第三步、将纹理摄像机图像各圆点圆心的像素坐标 (<i>u<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>, <i>v<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>)及其对应的三维空间点坐标(<i>X<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>,<i>Y<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>,<i>Z<sub>k</sub></i><i><sub>, n</sub></i>)代入公式:<img file="496014dest_path_image001.GIF" wi="321" he="49" /><img file="2012101889112100001dest_path_image002.GIF" wi="334" he="49" />形成包含2<i>K</i>(<i>N+1</i>)个方程的方程组;利用最小二乘方法,从该方程组可求解出14个未知待定参数<i>q</i><sub>m</sub> ,m=1,2,…,14;这些参数决定了光学三维测量系统中纹理摄像机视角图像和测量摄像机视角图像像素之间的映射关系。
地址 200444 上海市宝山区上大路99号