CN105261010B - 一种不需控制点坐标测量的相机定标方法 - Google Patents

一种不需控制点坐标测量的相机定标方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105261010B
CN105261010B CN201510602574.0A CN201510602574A CN105261010B CN 105261010 B CN105261010 B CN 105261010B CN 201510602574 A CN201510602574 A CN 201510602574A CN 105261010 B CN105261010 B CN 105261010B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
camera calibration
vertical plane
targets
point coordinate
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.)
Active
Application number
CN201510602574.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105261010A (zh
Inventor
冯仲科
刘金成
马力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Forestry University
Original Assignee
Beijing Forestry University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Forestry University filed Critical Beijing Forestry University
Priority to CN201510602574.0A priority Critical patent/CN105261010B/zh
Publication of CN105261010A publication Critical patent/CN105261010A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105261010B publication Critical patent/CN105261010B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种不需控制点坐标测量的相机定标方法。该发明是在不需要标定场中控制点坐标测量的前提下，在垂直的前、中、后三个像平面上的交错位置(后方与前方的靶标交错位置相反)，安置5个方形靶标，用待检校相机在远处对垂直面上的靶标进行摄影，保证五个靶标都清晰地成像在拍摄的像片内；最后，根据靶标上特征点和特征边长，利用数学模型联立方程组，将已知代入解算出相机定标元素值。此方法无需严格的相机标定场，设备简便，方法易行。

Description

一种不需控制点坐标测量的相机定标方法
一、技术领域
本发明涉及一种相机定标的方法，特别是一种不需控制点坐标测量解算相机定标元素的方法。
二、技术背景
到目前为止，相机定标元素的解算主要采取已知标定场中的像控点来解算相机的内方位元素及畸变系数等，虽然这个方法被广泛应用，但是在实际操作解算过程中，存在一些不可避免的麻烦：
①解算过程复杂，较麻烦，工作量大，且效率低；
②当处于标定场中的像控点被人为或其他因素破坏后，无法继续用于相机定标元素的解算。
三、发明内容
为了克服现有的相机定标元素解算过程中不可避免地带来的很多麻烦与误差，本发明的目的是提供一种不需控制点坐标测量解算相机定标元素的方法。
本发明的目的是这样实现的：
1、一种不需控制点坐标测量的相机定标方法，首先，根据模型制作5个20cm*20cm的正方形靶标，其中每一个都由十字丝划分为4个10cm*10cm的小方块；然后，将5个靶标分别安置在空间足够大的前、中、后垂直平面上，其中，将2个分别安置在前方垂面左右两边的上下交错位置，将1个安置在中间垂面的中心位置，将剩余2个安置在后方垂面的左右两边的上下交错位置(与前方2个靶标的交错位置相反)；用待检校相机在远处对垂直面上的靶标进行摄影，要保证五个靶标都清晰地成像在拍摄的像片内；最后，根据靶标上特征点和特征边长，代入解算出相机定标元素值。
2、一种不需控制点坐标测量的相机定标元素解算方法，首先，将非线性数学模型①进行线性化运算；其次，将线性化后的结果表示成数模②V＝W·X+B；然后，利用数学模型③和数学模型④配合数学模型②联立求解，解算未知参数值；最后，利用5个靶标上45个点以及60个长度值，结合上边的联立方程组，求算出各个定标元素值。
本项发明具有以下优点：
①当像控点遭到破坏或无需像控点的情况下仍可以解算相机定标；
②无像控点解算相机定标元素效率更高，工作量更小。
四、附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为20cm*20cm方形靶标示意图；
图2为5个方形靶标在空间上的分布示意图；
图3为5个方形靶标在在空间上分布的正视示意图；
其中，2、3示意图上的“×”表示靶标的安置位置。
五、具体实施方式：
一种不需控制点坐标测量的相机定标方法与现有相机定标技术不同，在理论和实践上都做了很大改进，具体是：
1)一种不需控制点坐标测量的相机定标方法的实践操作：首先，如图1所示根据模型制作5个20cm*20cm的正方形靶标，其中每一个都由十字丝划分为4个10cm*10cm的小方块；然后，如图2所示将5个靶标分别安置在空间足够大的前、中、后垂直平面上，其中，将2个分别安置在前方垂面左右两边的上下交错位置，将1个安置在中间垂面的中心位置，将剩余2个安置在后方垂面的左右两边的上下交错位置(与前方2个反射片的交错位置相反)；接着，用待检校相机在远处对垂直面上的靶标进行摄影，要保证五个靶标都清晰地成像在拍摄的像片内，如图3所示得到5个方形靶标的分布；最后，根据靶标上特征点和特征边长，代入解算出相机定标元素值。
2)一种不需控制点坐标测量的相机定标方法的解算方法：
①如图1所示，制作5个黑白相间的20cm*20cm的方形靶标，每个方形靶标均匀划分为4个10cm*10cm的小方块；
②如图2所示，将5个方形靶标根据规定位置交错放置在三个垂直平面上；
③用待检校相机在远处对垂直面上的靶标进行摄影，要保证5个靶标均清晰地成像在摄影像片上；
④解算相机定标元素：将非线性数学模型①
其中，
r2＝(ui-u0)2+(vi-v0)2，Δu、Δv表示像点坐标的非线性改正，(u0，v0)为像主点坐标，k1、k2为径向畸变系数，P1、P2为偏心畸变系数，(ui，vi)为任意像点坐标，线性化后的结果表示成数模②V＝W·X+B，其中，W为线性化后的系数阵，X＝(u0 v0 k1 k2 P1 P2)T，B为矩阵的常数项；
⑤利用数学模型③和数学模型④其中，(Xi，Yi，Zi)为物方点坐标，f为相机焦距，(ui，vi)为任意像点坐标，l为靶标上两端点间的长度值，(ΔX，ΔY，ΔZ)表示任意两物方坐标点坐标变化量，利用5个反射片上45个点以及60个长度值，结合上边的联立方程组，代入求算出各个定标元素值。

Claims (2)

1.一种不需控制点坐标测量的相机定标方法，其特征是：首先，根据模型制作5个20cm*20cm的正方形靶标，其中每一个都由十字丝划分为4个10cm*10cm的小方块；然后，将5个靶标分别安置在空间足够大的前、中、后垂直平面上，其中，将2个分别安置在前方垂面左右两边的上下交错位置，将1个安置在中间垂面的中心位置，将剩余2个安置在后方垂面的左右两边的上下交错位置，与前方2个靶标的交错位置相反；用待检校相机在远处对垂直面上的靶标进行摄影，要保证五个靶标都清晰地成像在拍摄的像片内；最后，根据靶标上特征点和特征边长，代入解算出相机定标元素值。
2.依据权利要求1一种不需控制点坐标测量的相机定标方法，其特征是：首先，将非线性数学模型①其中，r2＝(ui-u0)2+(vi-v0)2，Δu、Δv表示像点坐标的非线性改正，(u0，v0)为像主点坐标，k1、k2为径向畸变系数，P1、P2为偏心畸变系数，(ui，vi)为任意像点坐标，进行线性化运算；其次，将线性化后的结果表示成数模②V＝W·X+B，其中，W为线性化后的系数阵，X＝(u0v0k1 k2 P1 P2)T，B为矩阵的常数项；然后，利用数学模型③和数学模型④其中，(Xi，Yi，Zi)为物方点坐标，f为相机焦距，(ui，vi)为任意像点坐标，l为靶标上两端点间的长度值，(ΔX，ΔY，ΔZ)表示任意两物方坐标点坐标变化量，配合数学模型②联立求解，解算未知参数值；最后，利用5个靶标上45个点以及60个长度值，结合上边的联立方程组，代入求算出各个定标元素值。
CN201510602574.0A 2015-09-18 2015-09-18 一种不需控制点坐标测量的相机定标方法 Active CN105261010B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510602574.0A CN105261010B (zh) 2015-09-18 2015-09-18 一种不需控制点坐标测量的相机定标方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510602574.0A CN105261010B (zh) 2015-09-18 2015-09-18 一种不需控制点坐标测量的相机定标方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105261010A CN105261010A (zh) 2016-01-20
CN105261010B true CN105261010B (zh) 2017-12-15

Family

ID=55100682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510602574.0A Active CN105261010B (zh) 2015-09-18 2015-09-18 一种不需控制点坐标测量的相机定标方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105261010B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN102353340A (zh) * 2011-06-08 2012-02-15 天津大学 缸盖毛坯加工尺寸识别方法及装置
CN103473771A (zh) * 2013-09-05 2013-12-25 上海理工大学 一种摄相机标定方法
CN103884271A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 中国科学院沈阳自动化研究所 一种线结构光视觉传感器直接标定方法
CN104680535A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 南京大学 一种双目直视相机的标定靶标、标定系统及标定方法
CN104851104A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 大连理工大学 采用柔性靶标高速摄相机近景大视场标定方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN102353340A (zh) * 2011-06-08 2012-02-15 天津大学 缸盖毛坯加工尺寸识别方法及装置
CN103884271A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 中国科学院沈阳自动化研究所 一种线结构光视觉传感器直接标定方法
CN103473771A (zh) * 2013-09-05 2013-12-25 上海理工大学 一种摄相机标定方法
CN104680535A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 南京大学 一种双目直视相机的标定靶标、标定系统及标定方法
CN104851104A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 大连理工大学 采用柔性靶标高速摄相机近景大视场标定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105261010A (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109785379B (zh) 一种对称物体尺寸及重量的测量方法及测量系统
CN109767474B (zh) 一种多目相机标定方法、装置及存储介质
CN105654476B (zh) 基于混沌粒子群优化算法的双目标定方法
CN111272102A (zh) 一种线激光扫描三维测量标定方法
KR102149276B1 (ko) 영상 정합 방법
CN106875451A (zh) 相机标定方法、装置及电子设备
CN105865326A (zh) 实物尺寸测量方法及图像数据库数据采集方法
CN104361599B (zh) 云台摄像机的标定及拍摄方法
JP2018056971A5 (zh)
CN106780623A (zh) 一种机器人视觉系统快速标定方法
CN104574419B (zh) 镜头畸变参数标定方法及系统
CN106600650A (zh) 一种基于深度学习的双目视觉深度信息获取方法
CN100481966C (zh) 基于平面单应矩阵特征线的摄像机标定方法
CN104732539A (zh) 一种投影仪标定方法
CN105678710B (zh) 颜色校正还原系统和颜色校正还原方法
CN106603900A (zh) 云台摄像机控制系统及方法
CN112258588A (zh) 一种双目相机的标定方法、系统及存储介质
CN107016707B (zh) 一种集成成像超大三维场景拍摄图像校正方法
CN108550104A (zh) 图像配准方法、装置
CN107578450A (zh) 一种用于全景相机装配误差标定的方法及系统
CN106887043A (zh) 三维建模外点去除的方法、装置及三维建模的方法
CN115457147A (zh) 相机标定方法、电子设备及存储介质
CN104021549A (zh) 全仿射不变surf特征点检测方法及装置
CN108648141A (zh) 一种图像拼接方法及装置
CN105261010B (zh) 一种不需控制点坐标测量的相机定标方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant