基於光學投影儀的相機多功能標定方法及裝置製造方法
2024-03-10 13:42:15
基於光學投影儀的相機多功能標定方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於光學投影儀的相機多功能標定方法及裝置，該方法包括以下步驟：a、設置一臺經過光學標定並固定位置姿態的光學投影儀、一臺計算機以及一張銦鋼板；b、通過計算機設計標定圖像，並利用光學投影儀將計算機仿真生成好的標定圖像投影至銦鋼板，由待標定相機拍攝；c、利用計算機仿真對設計標定圖像進行旋轉平移變換，並拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標誌點的三維坐標，結合拍攝標誌的像點坐標，最後利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數。本發明能夠設計不同的標誌方案，在一個標定場實現多種型號相機的標定任務，具有通用性和靈活性，並且整個標定過程由計算機自動完成，具有自動化和快速高效的優點。
【專利說明】基於光學投影儀的相機多功能標定方法及裝置
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種相機標定方法，特別是涉及一種基於光學投影儀的相機多功能標定方法及裝置。
[0002]【背景技術】:
攝影測量和計算機視覺應用中，為確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應點之間的相互關係，必須建立相機成像的幾何模型，這些幾何模型參數就是相機參數。在大多數條件下這些參數必須通過實驗與計算才能得到，這個求解參數的過程就稱之為相機標定。
[0003]為進行相機標定，通常要建立相機標定場或使用標定模板，並輔助一定的標定方法。但由於不同種類的相機所用的標定場不盡相同，不同的標定方法和軟體對標誌的形狀和規格的要求也不同，因此很難在一個標定場內實現所有類型相機的標定工作。
[0004]
【發明內容】
:
本發明所要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種設計合理、容易實施、通用性好且自動快速高效的基於光學投影儀的相機多功能標定方法及裝置。
[0005]本發明的技術方案是:
一種基於光學投影儀的相機多功能標定方法，包括以下步驟:
a、設置一臺已經經過光學標定並固定位置姿態的光學投影儀、一臺連接投光學影儀的計算機以及一張經過加工並進行固定的銦鋼板，形成標定場；
b、通過計算機設計標定圖像，並利用光學投影儀將計算機仿真生成好的標定圖像投影至銦鋼板，並由待標定相機拍攝；
C、利用計算機仿真對設計標定圖像進行旋轉平移變換，並拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標誌點的三維坐標，結合拍攝標誌的像點坐標，最後利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數。
[0006]採用經過處理的平整牆面代替所述銦鋼板，所述光學投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至平整牆面上。
[0007]步驟b中的所述標定圖像採用不限定數量的圓構成的矩陣，或採用不限定數量的方塊構成的矩陣，或在圓構成的矩陣中設置異形圖案。步驟c中的所述旋轉平移變換包括多角度的旋轉以及不同間距的平移。
[0008]一種基於光學投影儀的相機多功能標定裝置，包括光學投影儀，所述光學投影儀經過光學標定且固定在支撐臺上，所述光學投影儀與計算機連接，並且，所述光學投影儀的鏡頭與標定圖像顯示幕相對應，所述光學投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至所述標定圖像顯不眷。
[0009]所述標定圖像顯示幕為銦鋼板或處理的平整牆面；所述銦鋼板下端設置有底座。所述標定圖像採用不限定數量的圓構成的矩陣，或採用不限定數量的方塊構成的矩陣，或在圓構成的矩陣中設置異形圖案。
[0010]本發明的有益效果是: 1、本發明能夠根據不同相機的標定需求設計不同的標誌方案，在一個標定場實現多種型號相機的標定任務，具有通用性和靈活性，並且整個標定過程由計算機自動完成，無人工操作環節，具有自動化和快速高效的優點。
[0011]2、本發明僅採用光學投影儀、計算機以及一張經過加工並進行固定的銦鋼板(或經過特殊處理的平整牆面)即可進行相機標定，設施簡單，容易實施，降低成本。
[0012]3、本發明採用計算機能夠生成許多標定圖像，並且能夠隨時通過光學投影儀將標定圖像投影至銦鋼板上，方便快捷，效率高
4、本發明設計合理、容易實施、通用性好且自動快速高效，其應用範圍廣，易於推廣實施，具有良好的經濟效益。
[0013]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為基於光學投影儀的相機多功能標定裝置的結構示意圖；
圖2為圖1中光學投影儀設置的標定標誌的示意圖之一；
圖3為圖2中標定標誌的另一種分布不意圖；
圖4為圖1中光學投影儀設置的標定標誌的示意圖之二；
圖5為圖4中標定標誌的另一種分布不意圖；
圖6為圖1中光學投影儀設置的標定標誌的示意圖之三；
圖7為圖6中標定標誌的另一種分布不意圖。
[0014]【具體實施方式】:
實施例:參見圖1-圖7，圖中，1-支撐臺，2-待標定相機，3-光學投影儀，4-標定圖像顯不眷，5-底座，6-標定圖像。
[0015]基於光學投影儀的相機多功能標定裝置包括光學投影儀3，其中:光學投影儀3經過光學標定且固定在支撐臺I上，光學投影儀3與計算機連接(圖中未畫出)，並且，光學投影儀3的鏡頭與標定圖像顯示幕4相對應，光學投影儀3將計算機仿真生成的標定圖像6投影至標定圖像顯示幕4。
[0016]標定圖像顯示幕4可以採用經過加工處理的銦鋼板，也可以採用經過加工處理的平整牆面，根據需要確定；採用銦鋼板時，下端通過底座5進行固定。
[0017]工作原理包括以下步驟:
a、設置一臺已經經過光學標定並固定位置姿態的光學投影儀3、一臺連接投光學影儀的計算機以及一張經過加工並進行固定的銦鋼板，形成標定場；
b、通過計算機設計標定圖像，並利用光學投影儀3將計算機仿真生成好的標定圖像6投影至銦鋼板，並由待標定相機2拍攝；
C、利用計算機仿真對設計標定圖像6進行旋轉平移變換，並拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標誌點的三維坐標，結合拍攝標誌的像點坐標，最後利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數。
[0018]步驟b中的標定圖像6採用不限定數量的圓構成的矩陣(參見圖2和圖3)，或採用不限定數量的方塊構成的矩陣(參見圖4和圖5)，或在圓構成的矩陣中設置異形圖案(參見圖6和圖7)，當然，還可以採用其他圖像，不一一詳述。
[0019]步驟c中的旋轉平移變換包括多角度的旋轉以及不同間距的平移，以增加標定圖像的不同位置，便於待標定相機2多次測定。
[0020]本發明能夠根據不同相機的標定需求設計不同的標誌方案，在一個標定場實現多種型號相機的標定任務，具有通用性和靈活性，並且整個標定過程由計算機自動完成，無人工操作環節，具有自動化和快速高效的優點。
[0021]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種基於光學投影儀的相機多功能標定方法，包括以下步驟: a、設置一臺已經經過光學標定並固定位置姿態的光學投影儀、一臺連接投光學影儀的計算機以及一張經過加工並進行固定的銦鋼板，形成標定場； b、通過計算機設計標定圖像，並利用光學投影儀將計算機仿真生成好的標定圖像投影至銦鋼板，並由待標定相機拍攝； C、利用計算機仿真對設計標定圖像進行旋轉平移變換，並拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標誌點的三維坐標，結合拍攝標誌的像點坐標，最後利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數。
2.根據權利要求1所述的基於光學投影儀的相機多功能標定方法，其特徵是:採用經過處理的平整牆面代替所述銦鋼板，所述光學投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至平整牆面上。
3.根據權利要求1所述的基於光學投影儀的相機多功能標定方法，其特徵是:步驟b中的所述標定圖像採用不限定數量的圓構成的矩陣，或採用不限定數量的方塊構成的矩陣，或在圓構成的矩陣中設置異形圖案。
4.根據權利要求3所述的基於光學投影儀的相機多功能標定方法，其特徵是:步驟c中的所述旋轉平移變換包括多角度的旋轉以及不同間距的平移。
5.一種基於光學投影儀的相機多功能標定裝置，包括光學投影儀，其特徵是:所述光學投影儀經過光學標定且固定在支撐臺上，所述光學投影儀與計算機連接，並且，所述光學投影儀的鏡頭與標定圖像顯示幕相對應，所述光學投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至所述標定圖像顯示幕。
6.根據權利要求5所述的基於光學投影儀的相機多功能標定裝置，其特徵是:所述標定圖像顯示幕為銦鋼板或處理的平整牆面；所述銦鋼板下端設置有底座。
7.根據權利要求5所述的基於光學投影儀的相機多功能標定裝置，其特徵是:所述標定圖像採用不限定數量的圓構成的矩陣，或採用不限定數量的方塊構成的矩陣，或在圓構成的矩陣中設置異形圖案。
【文檔編號】G06T7/00GK104376560SQ201410651154
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】陳國軍, 張偉政, 鍾浩, 耿琦, 蘇迪, 程永飛, 董明, 賈學東, 魏暉, 何婷, 張豔麗 申請人:國家電網公司, 鄭州艾普世科技有限公司, 國網河南省電力公司鄭州供電公司