CN112862897B - 一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法。包括：获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。本发明通过对相机标定进行分步优化，在已知标靶的空间位置信息，以减小三角测量的不确定性，并在后续优化过程中保持标靶的空间位置信息不变，增加约束条件从而使结果更好更快的收敛。

Description

一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法
技术领域
本发明涉及相机标定领域技术领域，尤其涉及一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法。
背景技术
相机标定是三维测量的重要步骤，目前广泛使用的是张正友标定法，然而该方法应用于大范围场景的相机标定时，需要制造高精度的大型标靶，且需要摆放多幅标靶姿态，现场实施难度大、效率低。为解决该问题，有学者提出在离焦状态下标定相机，使用显示器显示相位移条纹作为标靶，其可以实现离焦状态下标靶特征点的获取，无需制造高精度的大型标靶；但是其后的标靶步骤仍采用张正友标定法，没有解决需要转换相机视角或者移动标靶姿态的问题，且每个相机视角下均需拍摄多幅标定图像，操作较为繁琐，极大的限制了相机标定的速度，之后有学者提出显示器显示相位移编码圆作为标靶，通过椭圆拟合获得相位移圆心作为特征点，该方法将每个相机视角下拍摄的标定图像减少至3幅；但是其仍然需要转换相机视角，至少在3个不同的相机视角下采集标定图像，对于大范围场景的标定，这仍有一定的局限性且标定效率有待进一步提升，所以亟需一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，能够提升标定效率。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，旨在解决现有技术无法提高相机的标定效率的技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法包括以下步骤：
S1，获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；
S2，根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；
S3，根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1中，获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标，还包括以下步骤，获取相位移编码圆图案以及相机的状态，当该相机状态处于离焦状态时，通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并通过相位计算和椭圆拟合从该图像中获取特征点精确的亚像素坐标。
在以上技术方案的基础上，优选的，通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并通过相位计算和椭圆拟合从该图像中获取特征点精确的亚像素坐标，还包括以下步骤，通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并椭圆拟合从该图像中获取圆心像素，通过线性插值从该圆心像素中获取对应圆心的亚像素坐标作为特征点精确的亚像素坐标。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中，根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数，还包括以下步骤，获取已知标靶空间位置信息，通过该已知标靶空间位置信息根据亚像素坐标计算双目系统中各单目相机的内部参数作为初始参数，根据该初始参数构建各单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该单目目标函数计算对应相机的内部参数作为中间内部参数。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述逆向投影误差最小的单目目标函数为：
Figure BDA0002924596600000031
其中，mi为图像观测到的图像二维点；g为投影方程；A为内参矩阵，其初值使用的是相机硬件制造厂商提供的参数；K为畸变参数；R,t为每个相机与标靶之间的外部参数，其初值可以通过n点透视算法较为准确的得到；Mi为特征点的空间三维坐标；err为其重投影误差。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S3中，根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数，还包括以下步骤，将双目系统中的两个相机分为左右相机，根据左右相机的中间内部参数计算该左右相机的外部参数，并将左相机坐标系作为世界坐标系，并根据左右相机的外部参数以及双目系统的逆向投影误差作为误差模型建立目标函数作为双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数，所述系统参数包括：内部参数、镜头畸变系数和外部参数。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述误差模型目标函数为：
Figure BDA0002924596600000032
其中，
Figure BDA0002924596600000033
为左相机观测到的图像点，
Figure BDA0002924596600000034
为右相机观测到的图像点；g1和g2分别为左相机和右相机的投影方程；A1,K1和A2,K2分别为左相机和右相机的内部参数；R,t为右相机到左相机的位姿；Mi为空间点三维坐标并在优化的过程中保持不变。
更进一步优选的，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定装置包括：
采集模块，用于获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；
标定模块，用于根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；
计算模块，用于根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。
第二方面，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法还包括一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序配置为实现如上文所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的步骤。
第三方面，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法还包括一种存储介质，所述存储介质为计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时实现如上文所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的步骤。
本发明的一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过利用相位信息在离焦状态下与清晰成像状态下相同的特性，通过拍摄离焦的相位移编码圆完成特征点的提取，从而实现相机的离焦标定。
(2)通过从一个固定角度拍摄三幅相移编码圆图像，即可实现大范围视觉系统相机的快速标定，优势显著，减少了标定拍摄图像的数量，优化了操作步骤，提高了标定效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备的结构示意图；
图2为本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的流程示意图；
图4为本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的精度实验效果示意图；
图5为本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的精度实验效果示意图；
图6为本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的精度实验效果示意图；
图7为本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法第一实施例的功能模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对设备的限定，在实际应用中设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序。
在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于建立设备与存储基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法系统中所需的所有数据的服务器的通信连接；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法设备中，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序，并执行本发明实施提供的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法。
结合图2，图2为本发明基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法包括以下步骤：
S1：获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标。
应当理解的是，本实施例中，系统会利用显示器显示三张相位移编码圆图案，同时会获取相机的当前状态，只有当相机处于离焦状态时，系统会通过相机在离焦状态下采集三张相位移编码圆图案的图像，并通过相位计算和椭圆拟合的方式从该图像中获取特征点精确的亚像素坐标。
应当理解的是，之后系统会通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并椭圆拟合从该图像中获取圆心像素，通过线性插值从该圆心像素中获取对应圆心的亚像素坐标作为特征点精确的亚像素坐标。
应当理解的是，圆心是一个点，但是图片是像素组成的，一般椭圆拟合只能得到像素为单位的圆心，但是其实圆心在这个方形像素内，所以要进行插值，即通过线性插值找到圆心的亚像素坐标，因为线性插值找到的亚像素坐标是唯一的，所以找到的这个亚像素坐标即时特征点精确的亚像素坐标。
S2：根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数。
应当理解的是，本实施例中是一个双目系统且标靶空间位置信息已知，即存在2个相机，左相机和右相机，左右相机由用户自行进行标定，在相机标定的优化过程中，由于有大量参数需要进行迭代优化计算，所以结果有可能收敛于局部最优解。针对这个问题，本实施例中提出分步优化的策略：对双目系统的每个相机分别单独计算其内部参数，建立单目相机逆向投影误差最小的目标函数进行优化；在得到每个相机较为准确的内参结果之后，再对双目相机建立逆向投影误差最小的目标函数进行优化，最后获得精确的内部参数以及两相机之间的外部参数。
应当理解的是，本实施例中系统会获取已知标靶空间位置信息，通过该已知标靶空间位置信息根据亚像素坐标计算双目系统中各单目相机的内部参数作为初始参数，根据该初始参数构建各单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该单目目标函数计算对应相机的内部参数作为中间内部参数。
应当理解的是，即对双目系统的两个相机分别单独计算其内部参数，建立基于逆向投影误差最小化的目标函数：
Figure BDA0002924596600000071
其中，mi为图像观测到的图像二维点；g为投影方程；A为内参矩阵，其初值使用的是相机硬件制造厂商提供的参数；K为畸变参数；R,t为每个相机与标靶之间的外部参数，其初值可以通过n点透视(Perspective N-Points，PnP)算法较为准确的得到；Mi为特征点的空间三维坐标；err为其重投影误差，当重投影误差err最小时，即为内外参的最优解，该问题本质是一个非线性最小二乘问题，故可以使用经典的列文伯格(Levenberg-Marquardt，LM)算法进行求解。
应当理解的是，上述步骤为相机内部参数的标定，通过先对单目相机逆向投影误差最小化的目标函数进行优化之后，可以得到两个相机各自较为准确的内部参数，进而通过这个内部参数计算两相机之间的外部参数，可以提高相机标定优化效果，使最终结果更好更快进行收敛。
S3：根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。
应当理解的是，本实施例中系统会根据上述左右相机的中间内部参数计算该左右相机的外部参数，并将左相机坐标系作为世界坐标系，并根据左右相机的外部参数以及双目系统的逆向投影误差作为误差模型建立目标函数作为双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数，所述系统参数包括：内部参数、镜头畸变系数和外部参数。
即进行外部参数的标定：当得到两个相机各自较为准确的内部参数后，进一步计算两相机之统间的外部参数。选取左相机坐标系为世界坐标系，则相机系的外部参数为右相机到左相机的R,t。设左相机与标靶之间的外部参数为R1,t1；右相机与标靶之间的外部参数为R2,t2；则R,t可用R1,R2,t1,t2表示为：
Figure BDA0002924596600000081
Figure BDA0002924596600000082
以双目系统的逆向投影误差作为误差模型建立目标函数如下：
Figure BDA0002924596600000083
其中，
Figure BDA0002924596600000084
为左相机观测到的图像点，
Figure BDA0002924596600000085
为右相机观测到的图像点；g1和g2分别为左相机和右相机的投影方程；A1,K1和A2,K2分别为左相机和右相机的内部参数；R,t为右相机到左相机的位姿，其初值采用式
Figure BDA0002924596600000086
和式
Figure BDA0002924596600000087
的计算结果；Mi为空间点三维坐标并在优化的过程中保持不变。与相机内部参数优化求解相同，采用典型的LM算法求解精确的内部参数、镜头畸变系数和外部参数。
应当理解的是，本实施例的具体流程图如图3所示，即首先利用显示器显示三张相位移编码圆图案，然后通过相机1和相机2(本实施中相机1为左相机，相机2为右相机)在离焦状态下采集其图像，并对采集的图像进行相位计算和椭圆拟合从而获取特征点精确的亚像素坐标；然后在已知标靶空间位置信息的条件下，建立单目相机逆向投影误差最小的目标函数，采用非线性最小二乘优化求解单目相机的内部参数；最后，通过两个相机的内部参数以及双目相机的图像序列建立双目系统逆向投影误差最小的目标函数，优化求解相机的系统参数。
应当理解的是，该方法仅需从一个固定角度拍摄三幅相移编码圆图像，即可实现大范围视觉系统相机的快速标定，优势显著，主要优异点为：减少了标定拍摄图像的数量，优化了操作步骤，提高了标定效率。下列图4～6为精度实验，将本实施例所提方法的标定结果与张正友标定法的标定结果进行对比实验，验证该方法的精度与张正友标定法具有相同的标定精度。
应当理解的是，图4左侧图片为X方向归一化焦距数据图，右侧图片为Y方向归一化焦距数据图；图5左侧图片为X方向主点坐标数据图，右侧图片为Y方向主点坐标数据图；图6左侧图片为基线长度数据图，右侧图片为重投影误差数据图，通过这些图片可以反映出本事实施例的方法减少了标定拍摄图像的数量，优化了操作步骤，提高了标定效率。
需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本申请的技术方案构成任何限定。
通过上述描述不难发现，本实施例通过获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。本实施例通过对相机标定进行分步优化，在已知标靶的空间位置信息，以减小三角测量的不确定性，并在后续优化过程中保持标靶的空间位置信息不变，增加约束条件从而使结果更好更快的收敛。
此外，本发明实施例还提出一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定装置。如图7所示，该基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定装置包括：采集模块10、标定模块20、计算模块30。
采集模块10，用于获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；
标定模块20，用于根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；
计算模块30，用于根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。
此外，需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，此处不再赘述。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时实现如下操作：
S1，获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；
S2，根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；
S3，根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。
进一步地，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取相位移编码圆图案以及相机的状态，当该相机状态处于离焦状态时，通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并通过相位计算和椭圆拟合从该图像中获取特征点精确的亚像素坐标。
进一步地，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并通过相位计算和椭圆拟合从该图像中获取亚像素坐标以及对应的特征点数值，设定特征点数值范围，根据该特征点数值范围对特征点数值进行判断，将满足特征点数值范围的特征点数值以及对应的亚像素坐标保留，并作为特征点精确的亚像素坐标。
进一步地，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取已知标靶空间位置信息，通过该已知标靶空间位置信息根据亚像素坐标计算双目系统中各单目相机的内部参数作为初始参数，根据该初始参数构建各单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该单目目标函数计算对应相机的内部参数作为中间内部参数。
进一步地，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
所述逆向投影误差最小的单目目标函数为：
Figure BDA0002924596600000111
其中，mi为图像观测到的图像二维点；g为投影方程；A为内参矩阵，其初值使用的是相机硬件制造厂商提供的参数；K为畸变参数；R,t为每个相机与标靶之间的外部参数，其初值可以通过n点透视算法较为准确的得到；Mi为特征点的空间三维坐标；err为其重投影误差。
进一步地，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
步骤S3中，根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数，还包括以下步骤，将双目系统中的两个相机分为左右相机，根据左右相机的中间内部参数计算该左右相机的外部参数，并将左相机坐标系作为世界坐标系，并根据左右相机的外部参数以及双目系统的逆向投影误差作为误差模型建立目标函数作为双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数，所述系统参数包括：内部参数、镜头畸变系数和外部参数。
进一步地，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时还实现如下操作：
所述误差模型目标函数为：
Figure BDA0002924596600000121
其中，
Figure BDA0002924596600000122
为左相机观测到的图像点，
Figure BDA0002924596600000123
为右相机观测到的图像点；g1和g2分别为左相机和右相机的投影方程；A1,K1和A2,K2分别为左相机和右相机的内部参数；R,t为右相机到左相机的位姿；Mi为空间点三维坐标并在优化的过程中保持不变。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，其特征在于：包括以下步骤；
S1，获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；
S2，根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；
S3，根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。
2.如权利要求1所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，其特征在于：步骤S1中，获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标，还包括以下步骤，获取相位移编码圆图案以及相机的状态，当该相机状态处于离焦状态时，通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并通过相位计算和椭圆拟合从该图像中获取特征点精确的亚像素坐标。
3.如权利要求2所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，其特征在于：通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并通过相位计算和椭圆拟合从该图像中获取特征点精确的亚像素坐标，还包括以下步骤，通过该相机采集该相位移编码圆图案对应的图像，并椭圆拟合从该图像中获取圆心像素，通过线性插值从该圆心像素中获取对应圆心的亚像素坐标作为特征点精确的亚像素坐标。
4.如权利要求3所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，其特征在于：步骤S2中，根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数，还包括以下步骤，获取已知标靶空间位置信息，通过该已知标靶空间位置信息根据亚像素坐标计算双目系统中各单目相机的内部参数作为初始参数，根据该初始参数构建各单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该单目目标函数计算对应相机的内部参数作为中间内部参数。
5.如权利要求4所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，其特征在于：还包括以下步骤，所述逆向投影误差最小的单目目标函数为：
Figure FDA0002924596590000021
其中，mi为图像观测到的图像二维点；g为投影方程；A为内参矩阵，其初值使用的是相机硬件制造厂商提供的参数；K为畸变参数；R,t为每个相机与标靶之间的外部参数，其初值可以通过n点透视算法较为准确的得到；Mi为特征点的空间三维坐标；err为其重投影误差。
6.如权利要求4所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，其特征在于：步骤S3中，根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数，还包括以下步骤，将双目系统中的两个相机分为左右相机，根据左右相机的中间内部参数计算该左右相机的外部参数，并将左相机坐标系作为世界坐标系，并根据左右相机的外部参数以及双目系统的逆向投影误差作为误差模型建立目标函数作为双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数，所述系统参数包括：内部参数、镜头畸变系数和外部参数。
7.如权利要求6所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法，其特征在于：还包括以下步骤，所述误差模型目标函数为：
Figure FDA0002924596590000022
其中，
Figure FDA0002924596590000023
为左相机观测到的图像点，
Figure FDA0002924596590000024
为右相机观测到的图像点；g1和g2分别为左相机和右相机的投影方程；A1,K1和A2,K2分别为左相机和右相机的内部参数；R,t为右相机到左相机的位姿；Mi为空间点三维坐标并在优化的过程中保持不变。
8.一种基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定装置，其特征在于，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定装置包括：
采集模块，用于获取相位移编码圆图案，并采集该相位移编码圆图案对应的图像，根据该图像获取亚像素坐标；
标定模块，用于根据该亚像素坐标计算单目相机的初始参数，根据该初始参数构建单目相机逆向投影误差最小的单目目标函数，并根据该目标函数计算单目相机的内部参数；
计算模块，用于根据该内部参数构建双目系统逆向投影误差最小的双目目标函数，并根据该双目目标函数计算相机的系统参数。
9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序配置为实现如权利要求1至7任一项所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序，所述基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于相位移编码圆的相机离焦状态下的快速标定方法的步骤。
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