求解攝像機內參數的十字體標定塊的製作方法

2023-05-15 05:41:51 1

專利名稱：求解攝像機內參數的十字體標定塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於求解攝像機內參數的十字體標定塊。
背景技術：
計算機視覺的基本任務之一，就是從攝像機獲得的二維圖像信息出發恢復物體在三維空間中的幾何信息，從而識別和重建三維空間中物體的幾何形狀。在此過程中必須確定空間物體點的三維幾何位置與其圖像中的對應點之間的相互關係，而這種關係又是由攝像機成像的幾何模型決定的，這些幾何模型的參數就是攝像機參數。在大多數情況下，這些參數都是通過實驗得到的，這就是攝像機標定。它一般分為傳統標定和自標定兩種方法，無論哪種標定方法，標定物體都是採用一些特殊的幾何模型，例如平面正方形、三角形，圓， 空間立方體、圓柱等等。如何建立這些幾何模型與攝像機參數之間的關係尤其是某種線性的關係，是目前攝像機標定所追求的目標，也是目前計算機視覺領域研究的熱點之一。
發明內容本實用新型提供了一種製作簡單，適用廣泛，穩定性好的用於求解攝像機內參數的標定物。該標定物是由兩個完全相同的長方體垂直平分構成的十字體，且每個長方體中垂直於長稜邊的截面為正方形。本實用新型採用如下技術方案本實用新型是由兩個完全相同的長方體垂直平分構成，且每個長方體中垂直於長稜邊的截面為正方形，用於攝像機自標定的標定塊，對於兩個長方體的大小不做要求。在求解攝像機內參數的過程中，只需攝像機選取適當方位拍攝到標定塊中包含正方形表面的3 個不同的表面，一幅圖像即可線性解出攝像機內5個內參數。本實用新型優點(1)對該標定塊的物理尺度沒有要求，無需知道各點的世界坐標。(2)穩定性好，使用廣泛，只要標定塊位於攝像機視場，能方便拍攝到標定塊含正方形表面的1幅可用於標定的圖像。(3)簡化操作，選取適當角度，可拍攝到含正方形表面3個表面，一幅圖像即可線性解出5個內參數。

圖1是標定塊的結構示意圖。圖2是標定塊的一個表面圓環點求解原理圖。
具體實施方式
一種用於攝像機自標定的標定塊，它是由兩個完全相同的長方體垂直平分構成的十字體，且每個長方體中垂直於長稜邊的截面為正方形，其長方體的大小不做要求。檢測到圖像上十字架端面正方形的四條邊，計算端面正方形平行邊方向上的消影點和4個角點。 利用正交方向上的消影點對絕對二次曲線的約束，建立關於絕對二次曲線的方程，再由兩組垂直方向的直線，利用拉蓋爾定理求解平面上一組圓環點的像，聯立計算出攝像機5個內參數。 標定塊結構示意圖如圖1所示，兩個長方體垂直平分且長、寬、高分別相同，面 AB⑶及面EFGH均為正方形，在面AB⑶上，AB、⑶交於點0，在面EFGH上，EG、FH交於點R， 在面ADMN上，顯然EN//DL、AF//MK且AF丄DL，便於求解消影點和絕對二次曲線方程。求解平面上圓環點圖像坐標原理如圖2，平面圖形為任意長度的正方形，Iot^無窮遠直線，P1, P2、P3、P4分別為正方形圖像邊ab、bc，對角線ac、bd所在直線與無窮遠直線的交點，ο為正方形對角線aC、bd的交點，Hlp1^是正方形所在平面圓環點圖像。先有平行性或中點的調和共軛性求得各方向上的消失點，再由兩組垂直方向，利用拉蓋爾定理求解平面上一組圓環點的像，聯立解出攝像機5個內參數。
權利要求1. 一種用於求解攝像機內參數的十字體標定塊，其特徵在於標定塊是由兩個完全相同的長方體垂直平分構成，且每個長方體中垂直於長稜邊的截面為正方形。
專利摘要本實用新型公開了一種用於線性求解攝像機5個內參數的標定塊。其特徵是十字體，並由兩個完全相同的長方體垂直平分構成，且每個長方體中垂直於長稜邊的截面為正方形。實際應用中不需要知道標定塊上的幾何信息和點的物理坐標。本實用新型具有製作簡單，適用廣泛、穩定性好、簡化操作等特點。
文檔編號G06T7/00GK202331571SQ20112044808
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者李聰, 趙越 申請人:雲南大學