CN104376560A - 基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置 - Google Patents
基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104376560A CN104376560A CN201410651154.7A CN201410651154A CN104376560A CN 104376560 A CN104376560 A CN 104376560A CN 201410651154 A CN201410651154 A CN 201410651154A CN 104376560 A CN104376560 A CN 104376560A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical projector
- camera
- calibration
- uncalibrated image
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 15
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 abstract 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
Abstract
本发明公开了一种基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置,该方法包括以下步骤:a、设置一台经过光学标定并固定位置姿态的光学投影仪、一台计算机以及一张铟钢板;b、通过计算机设计标定图像,并利用光学投影仪将计算机仿真生成好的标定图像投影至铟钢板,由待标定相机拍摄;c、利用计算机仿真对设计标定图像进行旋转平移变换,并拍摄,再通过计算机仿真计算出各时刻标志点的三维坐标,结合拍摄标志的像点坐标,最后利用三维直接线性变换和光束法平差求解相机的精确标定参数。本发明能够设计不同的标志方案,在一个标定场实现多种型号相机的标定任务,具有通用性和灵活性,并且整个标定过程由计算机自动完成,具有自动化和快速高效的优点。
Description
技术领域:
本发明涉及一种相机标定方法,特别是涉及一种基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置。
背景技术:
摄影测量和计算机视觉应用中,为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系,必须建立相机成像的几何模型,这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到,这个求解参数的过程就称之为相机标定。
为进行相机标定,通常要建立相机标定场或使用标定模板,并辅助一定的标定方法。但由于不同种类的相机所用的标定场不尽相同,不同的标定方法和软件对标志的形状和规格的要求也不同,因此很难在一个标定场内实现所有类型相机的标定工作。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种设计合理、容易实施、通用性好且自动快速高效的基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置。
本发明的技术方案是:
一种基于光学投影仪的相机多功能标定方法,包括以下步骤:
a、设置一台已经经过光学标定并固定位置姿态的光学投影仪、一台连接投光学影仪的计算机以及一张经过加工并进行固定的铟钢板,形成标定场;
b、通过计算机设计标定图像,并利用光学投影仪将计算机仿真生成好的标定图像投影至铟钢板,并由待标定相机拍摄;
c、利用计算机仿真对设计标定图像进行旋转平移变换,并拍摄,再通过计算机仿真计算出各时刻标志点的三维坐标,结合拍摄标志的像点坐标,最后利用三维直接线性变换和光束法平差求解相机的精确标定参数。
采用经过处理的平整墙面代替所述铟钢板,所述光学投影仪将计算机仿真生成的标定图像投影至平整墙面上。
步骤b中的所述标定图像采用不限定数量的圆构成的矩阵,或采用不限定数量的方块构成的矩阵,或在圆构成的矩阵中设置异形图案。 步骤c中的所述旋转平移变换包括多角度的旋转以及不同间距的平移。
一种基于光学投影仪的相机多功能标定装置,包括光学投影仪,所述光学投影仪经过光学标定且固定在支撑台上,所述光学投影仪与计算机连接,并且,所述光学投影仪的镜头与标定图像显示幕相对应,所述光学投影仪将计算机仿真生成的标定图像投影至所述标定图像显示幕。
所述标定图像显示幕为铟钢板或处理的平整墙面;所述铟钢板下端设置有底座。所述标定图像采用不限定数量的圆构成的矩阵,或采用不限定数量的方块构成的矩阵,或在圆构成的矩阵中设置异形图案。
本发明的有益效果是:
1、本发明能够根据不同相机的标定需求设计不同的标志方案,在一个标定场实现多种型号相机的标定任务,具有通用性和灵活性,并且整个标定过程由计算机自动完成,无人工操作环节,具有自动化和快速高效的优点。
2、本发明仅采用光学投影仪、计算机以及一张经过加工并进行固定的铟钢板(或经过特殊处理的平整墙面)即可进行相机标定,设施简单,容易实施,降低成本。
3、本发明采用计算机能够生成许多标定图像,并且能够随时通过光学投影仪将标定图像投影至铟钢板上,方便快捷,效率高
4、本发明设计合理、容易实施、通用性好且自动快速高效,其应用范围广,易于推广实施,具有良好的经济效益。
附图说明:
图1为基于光学投影仪的相机多功能标定装置的结构示意图;
图2为图1中光学投影仪设置的标定标志的示意图之一;
图3为图2中标定标志的另一种分布示意图;
图4为图1中光学投影仪设置的标定标志的示意图之二;
图5为图4中标定标志的另一种分布示意图;
图6为图1中光学投影仪设置的标定标志的示意图之三;
图7为图6中标定标志的另一种分布示意图。
具体实施方式:
实施例:参见图1-图7,图中,1-支撑台,2-待标定相机,3-光学投影仪,4-标定图像显示幕,5-底座,6-标定图像。
基于光学投影仪的相机多功能标定装置包括光学投影仪3,其中:光学投影仪3经过光学标定且固定在支撑台1上,光学投影仪3与计算机连接(图中未画出),并且,光学投影仪3的镜头与标定图像显示幕4相对应,光学投影仪3将计算机仿真生成的标定图像6投影至标定图像显示幕4。
标定图像显示幕4可以采用经过加工处理的铟钢板,也可以采用经过加工处理的平整墙面,根据需要确定;采用铟钢板时,下端通过底座5进行固定。
工作原理包括以下步骤:
a、设置一台已经经过光学标定并固定位置姿态的光学投影仪3、一台连接投光学影仪的计算机以及一张经过加工并进行固定的铟钢板,形成标定场;
b、通过计算机设计标定图像,并利用光学投影仪3将计算机仿真生成好的标定图像6投影至铟钢板,并由待标定相机2拍摄;
c、利用计算机仿真对设计标定图像6进行旋转平移变换,并拍摄,再通过计算机仿真计算出各时刻标志点的三维坐标,结合拍摄标志的像点坐标,最后利用三维直接线性变换和光束法平差求解相机的精确标定参数。
步骤b中的标定图像6采用不限定数量的圆构成的矩阵(参见图2和图3),或采用不限定数量的方块构成的矩阵(参见图4和图5),或在圆构成的矩阵中设置异形图案(参见图6和图7),当然,还可以采用其他图像,不一一详述。
步骤c中的旋转平移变换包括多角度的旋转以及不同间距的平移,以增加标定图像的不同位置,便于待标定相机2多次测定。
本发明能够根据不同相机的标定需求设计不同的标志方案,在一个标定场实现多种型号相机的标定任务,具有通用性和灵活性,并且整个标定过程由计算机自动完成,无人工操作环节,具有自动化和快速高效的优点。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种基于光学投影仪的相机多功能标定方法,包括以下步骤:
a、设置一台已经经过光学标定并固定位置姿态的光学投影仪、一台连接投光学影仪的计算机以及一张经过加工并进行固定的铟钢板,形成标定场;
b、通过计算机设计标定图像,并利用光学投影仪将计算机仿真生成好的标定图像投影至铟钢板,并由待标定相机拍摄;
c、利用计算机仿真对设计标定图像进行旋转平移变换,并拍摄,再通过计算机仿真计算出各时刻标志点的三维坐标,结合拍摄标志的像点坐标,最后利用三维直接线性变换和光束法平差求解相机的精确标定参数。
2.根据权利要求1所述的基于光学投影仪的相机多功能标定方法,其特征是:采用经过处理的平整墙面代替所述铟钢板,所述光学投影仪将计算机仿真生成的标定图像投影至平整墙面上。
3. 根据权利要求1所述的基于光学投影仪的相机多功能标定方法,其特征是:步骤b中的所述标定图像采用不限定数量的圆构成的矩阵,或采用不限定数量的方块构成的矩阵,或在圆构成的矩阵中设置异形图案。
4.根据权利要求3所述的基于光学投影仪的相机多功能标定方法,其特征是:步骤c中的所述旋转平移变换包括多角度的旋转以及不同间距的平移。
5.一种基于光学投影仪的相机多功能标定装置,包括光学投影仪,其特征是:所述光学投影仪经过光学标定且固定在支撑台上,所述光学投影仪与计算机连接,并且,所述光学投影仪的镜头与标定图像显示幕相对应,所述光学投影仪将计算机仿真生成的标定图像投影至所述标定图像显示幕。
6.根据权利要求5所述的基于光学投影仪的相机多功能标定装置,其特征是:所述标定图像显示幕为铟钢板或处理的平整墙面;所述铟钢板下端设置有底座。
7.根据权利要求5所述的基于光学投影仪的相机多功能标定装置,其特征是:所述标定图像采用不限定数量的圆构成的矩阵,或采用不限定数量的方块构成的矩阵,或在圆构成的矩阵中设置异形图案。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410651154.7A CN104376560B (zh) | 2014-11-17 | 2014-11-17 | 基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410651154.7A CN104376560B (zh) | 2014-11-17 | 2014-11-17 | 基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104376560A true CN104376560A (zh) | 2015-02-25 |
CN104376560B CN104376560B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=52555450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410651154.7A Active CN104376560B (zh) | 2014-11-17 | 2014-11-17 | 基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104376560B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112102416A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-18 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 用于多个相机的自动标定方法及系统 |
WO2022041128A1 (zh) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 用于多个相机的自动标定方法及系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006350553A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Kyoto Univ | 対応点探索方法、相互標定方法、3次元画像計測方法、対応点探索装置、相互標定装置、3次元画像計測装置、対応点探索プログラム及び対応点探索プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
CN1897715A (zh) * | 2006-05-31 | 2007-01-17 | 北京航空航天大学 | 立体视觉半实物仿真系统及方法 |
CN101013505A (zh) * | 2007-02-05 | 2007-08-08 | 武汉大学 | 相机标定方法及所用标定装置 |
CN101245994A (zh) * | 2008-03-17 | 2008-08-20 | 南京航空航天大学 | 物体表面三维轮廓结构光测量系统的标定方法 |
CN101799924A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-11 | 哈尔滨工业大学 | 借助ccd照相机对投影仪进行标定的方法 |
CN101876532A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-11-03 | 大连理工大学 | 测量系统中的摄像机现场标定方法 |
CN102364299A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-02-29 | 刘桂华 | 一种多个结构光投影三维型面测量头的标定技术 |
KR20140049997A (ko) * | 2014-04-01 | 2014-04-28 | 한국전자통신연구원 | 회귀 베지어 패치 분할에 기반하는 기하 보정 장치 및 방법 |
CN103868524A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-06-18 | 西安新拓三维光测科技有限公司 | 一种基于散斑图案的单目测量系统标定方法及装置 |
CN204303031U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 基于光学投影仪的相机多功能标定装置 |
-
2014
- 2014-11-17 CN CN201410651154.7A patent/CN104376560B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006350553A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Kyoto Univ | 対応点探索方法、相互標定方法、3次元画像計測方法、対応点探索装置、相互標定装置、3次元画像計測装置、対応点探索プログラム及び対応点探索プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
CN1897715A (zh) * | 2006-05-31 | 2007-01-17 | 北京航空航天大学 | 立体视觉半实物仿真系统及方法 |
CN101013505A (zh) * | 2007-02-05 | 2007-08-08 | 武汉大学 | 相机标定方法及所用标定装置 |
CN101245994A (zh) * | 2008-03-17 | 2008-08-20 | 南京航空航天大学 | 物体表面三维轮廓结构光测量系统的标定方法 |
CN101799924A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-11 | 哈尔滨工业大学 | 借助ccd照相机对投影仪进行标定的方法 |
CN101876532A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-11-03 | 大连理工大学 | 测量系统中的摄像机现场标定方法 |
CN102364299A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-02-29 | 刘桂华 | 一种多个结构光投影三维型面测量头的标定技术 |
CN103868524A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-06-18 | 西安新拓三维光测科技有限公司 | 一种基于散斑图案的单目测量系统标定方法及装置 |
KR20140049997A (ko) * | 2014-04-01 | 2014-04-28 | 한국전자통신연구원 | 회귀 베지어 패치 분할에 기반하는 기하 보정 장치 및 방법 |
CN204303031U (zh) * | 2014-11-17 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 基于光学投影仪的相机多功能标定装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
王靖韬;侯振杰;: "传统相机标定方式的自动标定方法", 计算机工程与应用, no. 35, 11 December 2010 (2010-12-11) * |
舒娜: "摄像机标定方法的研究", vol. 2014, no. 07 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112102416A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-18 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 用于多个相机的自动标定方法及系统 |
WO2022041128A1 (zh) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 用于多个相机的自动标定方法及系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104376560B (zh) | 2024-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105716542B (zh) | 一种基于柔性特征点的三维数据拼接方法 | |
CN103395301B (zh) | 一种激光打标机三维校正方法和装置 | |
CN104260112B (zh) | 一种机器人手眼定位方法 | |
CN106920261B (zh) | 一种机器人手眼静态标定方法 | |
CN105716527B (zh) | 激光焊缝跟踪传感器标定方法 | |
US20150202776A1 (en) | Data generation device for vision sensor and detection simulation system | |
CN104657982A (zh) | 一种投影仪标定方法 | |
CN104296665A (zh) | 一种基于机器视觉的工件尺寸测量方法及系统 | |
CN104732539A (zh) | 一种投影仪标定方法 | |
CN204303031U (zh) | 基于光学投影仪的相机多功能标定装置 | |
TW201525633A (zh) | Cnc加工調機系統及方法 | |
CN106570907B (zh) | 一种相机标定方法及装置 | |
CN104197831B (zh) | 一种六关节工业机器人的精度标定装置 | |
CN110312111A (zh) | 用于图像装置的自动校准的装置、系统和方法 | |
CN105488807A (zh) | 一种远心镜头的标定和矫正方法 | |
CN106737859A (zh) | 基于不变平面的传感器与机器人的外部参数标定方法 | |
CN104807405A (zh) | 一种基于光线角度标定的三维坐标测量方法 | |
CN207197440U (zh) | 一种高精度定位大面积产品的视觉定位系统 | |
JP2020082274A (ja) | 画像処理装置およびその制御方法、プログラム | |
CN103644894B (zh) | 一种复杂曲面目标识别及三维位姿测量的方法 | |
CN106228564B (zh) | 多目相机的外参数两步联合在线标定方法及系统 | |
CN104376560A (zh) | 基于光学投影仪的相机多功能标定方法及装置 | |
CN104316335A (zh) | 3d汽车车轮定位仪多相机标定系统及多相机标定方法 | |
Guo et al. | Optimization design of non-coplanar target for pose measurement with monocular vision system | |
CN210850270U (zh) | 基于四目立体视觉的机械臂标定系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |