交通监视环境下的摄像机标定方法

摘要

一种交通监视环境下的摄像机标定方法，从交通场景中选择出一组彼此间隔已知的三条平行边和一条斜率已知的与平行线相交的直线作为所需要的标定目标，找到它们在图像中所对应的各投影直线并求出各投影直线的所有交点坐标，根据这些数据求得摄像机的焦距、方向和位置参数。本发明可以利用城市交通场景内类似斑马线以及包含道路两侧边缘在内的车道线等易于提取的典型特征，根据路面上诸多特殊直线的分布信息，进行摄像机相关参数的确定，方法实现简单，针对性和通用性好，且具有线性计算复杂度，可应用于传统标定方法不可能应用的诸多交通监控场合下完成摄像机标定。

主权项

1、一种交通监视环境下的摄像机标定方法，其特征在于包括如下步骤：1)标定目标的选取和相关坐标系的建立：在交通场景中选择路面上一组彼此间隔已知的三条平行线、一条斜率已知并与三条平行线相交的直线作为标定目标，并确定标定目标在图像中的各投影对应直线和对应交点，建立世界坐标系，设定世界坐标系原点位于中间一条平行线与相交直线的交点，Y轴正向沿中间平行线指向前方，正Z轴垂直于地面方向向上，X轴正向水平指向右方，建立以摄像机为中心的坐标系，该坐标系以透镜中心为原点，摄像机的光轴作为V轴，并使U-W坐标轴的平面平行于图像平面，且与透镜中心间距为摄像机焦距；2)标定输入数据初始化：相对于以摄像机为中心的坐标系，用最小二乘法计算出标定目标在图像中各投影对应直线的所有交点的坐标，同时求出它们在图像平面上的斜率；3)关于地面所对应消失线和相交直线所对应消失点的计算：根据三平行线中相邻两直线间距、相交直线与三平行线空间交点坐标、以及相对于以摄像机为中心的坐标系得到的三平行线和相交直线在图像平面上相应投影直线的各交点坐标参数，得到地面所对应消失线斜率和一般式方程，求出相交直线在图像平面上的投影直线与消失线的交点坐标，即求得相交直线在图像平面上所对应的消失点坐标；4)摄像机参数标定：由三平行线中相邻两直线间距、相交直线与三平行线空间交点坐标、三平行线和相交直线在图像中投影直线的各交点坐标、消失线斜率以及相交直线的投影直线与消失线的交点坐标求得摄像机的旋转角、偏角、俯仰角以及摄像机焦距，最后根据两坐标系的变换关系得到摄像机镜头中心的三维位置坐标，完成摄像机标定。