CN113781575B - 一种相机参数的标定方法、装置、终端和存储介质 - Google Patents

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CN113781575B CN202110907343.6A CN202110907343A CN113781575B CN 113781575 B CN113781575 B CN 113781575B CN 202110907343 A CN202110907343 A CN 202110907343A CN 113781575 B CN113781575 B CN 113781575B
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Abstract

本申请适用于机器视觉领域，提供了一种相机参数的标定方法、装置、终端和存储介质。其中，上述方法具体包括：获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标及在以参考平面为坐标平面建立的目标世界坐标系中的第一世界坐标，同时获取位于参考平面之外的第二目标点在相机坐标系中的第二相机坐标及在目标世界坐标系中的第二世界坐标，然后利用第一相机坐标、第一世界坐标、第二相机坐标和第二世界坐标，确定用于相机坐标系和目标世界坐标系之间的坐标转换目标相机参数，实现对相机的标定。本申请的实施例能够降低相机标定过程的操作复杂度，减少人工成本和时间消耗。

Description

一种相机参数的标定方法、装置、终端和存储介质
技术领域
本申请属于机器视觉领域，尤其涉及一种相机参数的标定方法、装置、终端和存储介质。
背景技术
随着国家对全民健康得重视，乒乓球以其占用场地少、对抗性低、老少咸宜等优点，获得了广泛推广和全国人民的喜爱。目前，市面上已出现能够辅助检测乒乓球的运动轨迹、判断比赛得分的乒乓球视觉系统。
通过乒乓球视觉系统对乒乓球进行检测时，得到的坐标为乒乓球在相机坐标系下的坐标，通过这个坐标很难判断乒乓球相对于乒乓球桌的位置。因此，需要通过坐标转化，将相机坐标系下乒乓球的坐标转化为依据乒乓球桌建立的世界坐标系下的坐标。
现有技术中，一般需要在乒乓球桌上放置标定板，并利用标定板对乒乓球视觉系统中的相机进行标定，进而实现坐标转换。但是，利用标定板进行标定意味着需要人为地在乒乓球桌上设置标定板，并在标定完成后撤回标定板。当乒乓球桌与相机的相对位置发生改变时，则需要重新设置标定板，并重新进行标定。因此，这种方式操作复杂度高，需要耗费大量的人工成本和时间。
发明内容
本申请实施例提供一种相机参数的标定方法、装置、终端和存储介质，可以降低相机标定过程的操作复杂度，减少人工成本和时间消耗。
本申请实施例第一方面提供一种相机参数的标定方法，包括：
获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标，并获取所述第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，其中，所述目标世界坐标系为以参考平面为坐标平面建立的坐标系；
获取第二目标点在所述相机坐标系中的第二相机坐标，并获取所述第二目标点在所述目标世界坐标系中的第二世界坐标，所述第二目标点位于所述参考平面之外；
利用所述第一相机坐标、所述第一世界坐标、所述第二相机坐标和所述第二世界坐标，确定目标相机参数，所述目标相机参数用于所述相机坐标系和所述目标世界坐标系之间的坐标转换。
本申请实施例第二方面提供的一种相机参数的标定装置，包括：
第一获取单元，用于获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标，并获取所述第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，其中，所述目标世界坐标系为以参考平面为坐标平面建立的坐标系；
第二获取单元，用于获取第二目标点在所述相机坐标系中的第二相机坐标，并获取所述第二目标点在所述目标世界坐标系中的第二世界坐标，所述第二目标点位于所述参考平面之外；
标定单元，用于利用所述第一相机坐标、所述第一世界坐标、所述第二相机坐标和所述第二世界坐标，确定目标相机参数，所述目标相机参数用于所述相机坐标系和所述目标世界坐标系之间的坐标转换。
本申请实施例第三方面提供一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
本申请实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本申请实施例第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端上运行时，使得终端执行时实现方法的步骤。
本申请的实施方式中，通过获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标及在以参考平面为坐标平面建立的目标世界坐标系中的第一世界坐标，同时获取位于参考平面之外的第二目标点在相机坐标系中的第二相机坐标及在目标世界坐标系中的第二世界坐标，然后利用第一相机坐标、第一世界坐标、第二相机坐标和第二世界坐标，确定用于相机坐标系和目标世界坐标系之间的坐标转换目标相机参数，实现对相机的标定。这种标定方式不需要借助标定板，因此不需要人为干预，若将该方法应用于乒乓球视觉系统，对终端来说，在乒乓球桌与相机之间的相对位置发生改变时，可以直接重新进行标定，因此，本申请提供的标定方法降低了标定过程的操作复杂度，减少了人工成本和标定时间，可以适用于不同的环境中。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种相机参数的标定方法的实现流程示意图；
图2是本申请实施例提供的获取第一相机坐标的具体实现流程示意图；
图3是本申请实施例提供的步骤S102的具体实现流程示意图；
图4是本申请实施例提供的步骤S103的具体实现流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种相机参数的标定装置的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护。
随着国家对全民健康得重视，乒乓球以其占用场地少、对抗性低、老少咸宜等优点，获得了广泛推广和全国人民的喜爱。目前，市面上已出现能够辅助检测乒乓球的运动轨迹、判断比赛得分的乒乓球视觉系统。
通过乒乓球视觉系统对乒乓球进行检测时，得到的坐标为乒乓球在相机坐标系下的坐标，通过这个坐标很难判断乒乓球相对于乒乓球桌的位置。因此，需要通过坐标转化，将相机坐标系下乒乓球的坐标转化为依据乒乓球桌建立的世界坐标系下的坐标。
现有技术中，一般需要在乒乓球桌上放置标定板，并利用标定板对乒乓球视觉系统中的相机进行标定，进而利用标定好的相机参数实现坐标转换。
但是，利用标定板进行标定意味着需要人为地在乒乓球桌上设置标定板，并在标定完成后撤回标定板，防止标定板影响乒乓球桌的使用。当乒乓球桌与相机的相对位置发生改变时，则需要重新设置标定板，并重新进行标定。因此，这种方式操作复杂度高，需要耗费大量的人工成本和时间。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本申请实施例提供的一种相机参数的标定方法的实现流程示意图，该方法可以终端，可适用于需降低相机标定过程的操作复杂度的情形。
其中，上述终端可以为电脑、智能手机等终端，也可以为乒乓球视觉系统中的运算模组，该运算模组可以用于对基于乒乓球视觉系统中双目相机采集到的图像进行处理，从而对乒乓球视觉系统中的相机进行标定、检测乒乓球的位置。
具体的，上述相机参数的标定方法可以包括以下步骤S101至步骤S103。
步骤S101，获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标，并获取第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标。
其中，参考平面可以指目标对象的一个表面，目标对象为所需标定的目标相机拍摄的对象。参考平面可以视情况调整，例如可以是指乒乓球桌的桌面、桌球台的桌面、网球场所在平面等等。
具体的，在本申请的一些实施方式中，上述相机坐标系为目标相机对应的相机坐标系。如图2所示，上述获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标，可以包括以下步骤S201至步骤S202。
步骤S201，获取由目标相机对参考平面进行拍摄得到的目标图像。
其中，上述目标相机可以为视觉系统中的相机，可以用于对参考平面进行拍摄，得到目标图像。
例如，在本申请的一些实施方式中，目标相机可以为前述乒乓球视觉系统中的相机，用于对乒乓球桌的桌面进行拍摄。
更具体的，上述目标相机可以包括双目视觉系统中的左相机和右相机，相应的，上述终端可以获取由左相机和/或右相机对参考平面进行拍摄得到的目标图像。
步骤S202，利用目标相机的原始相机参数，对第一目标点在目标图像中的图像坐标进行转换，得到第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标。
在本申请的一些实施方式中，原始相机参数是用于目标相机的相机坐标系和原始世界坐标系之间的坐标转换的相机参数，具体可以包括用于目标相机的相机坐标系和原始世界坐标系之间的坐标转换的的内参和外参。
其中，原始世界坐标系是与目标世界坐标系不同的坐标系。
在本申请的一些实施方式中，原始世界坐标系可以是依据目标相机建立的世界坐标系，也可以是指在参考平面和目标相机之间的相对位置发生改变之前建立的世界坐标系。由于目标相机的内参取决于目标相机的结构特性，不会随世界坐标系的改变而发生改变，相应的，从图像坐标系转换到目标相机的相机坐标系的转换关系也不发生改变，因此，可以基于原先标定得到的原始相机参数，对第一目标点在目标图像中的图像坐标进行转换，得到第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标。
也就是说，在目标相机出厂时，可以直接进行相机标定，得到用于目标相机的相机坐标系与依据目标相机建立的原始世界坐标系之间的坐标转换的原始相机参数，并利用该原始相机参数对第一目标点在目标图像中的图像坐标进行转换，得到第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标。
或者，在参考平面和目标相机之间的相对位置发生改变，并建立新的目标世界坐标系之后，获取参考平面和目标相机之间的相对位置发生改变之前标定得到的用于目标相机的相机坐标系与上一次建立得到的原始世界坐标系之间的坐标转换的原始相机参数，并利用该原始相机参数对第一目标点在目标图像中的图像坐标进行转换，得到第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标。
需要说明的是，上述第一目标点的选择可以基于实际情况进行调整。
当参考平面为乒乓球桌的桌面时，由于乒乓球桌的桌面包含多个角点，每个角点为多条边界线中两条边界线的交点，则在利用目标相机的原始相机参数，对第一目标点在目标图像中的图像坐标进行转换之前，可以包括：确定多个角点在目标图像中的图像坐标，并将多个角点作为第一目标点。
具体的，在本申请的一些实施方式中，终端可以检测目标图像中桌面的多条边界线，并确定多条边界线中每条边界线对应的直线方程，然后，基于每条边界线对应的直线方程，确定多个角点在目标图像中的图像坐标。
更具体的，终端可以对左相机和/或右相机采集得到的目标图像依次进行灰度化处理和图像二值化(Image Binarization)处理，并利用处理后得到的图像进行直线检测，检测目标图像中的多条边界线，得到多条边界线中每条边界线对应的直线方程。基于得到多条边界线中每条边界线对应的直线方程，终端可以计算其中相交的两条边界线形成的交点(即桌面的角点)的图像坐标。
需要说明的是，本申请不对灰度化、图像二值化，以及直线检测的具体方式进行限制。
基于上述方式，在本申请的一些实施方式中，终端可以得到左相机采集得到的目标图像中桌面的四个角点的图像坐标pl0(plx0，ply0)、pl1(plx1，ply1)、pl2(plx2，ply2)和pl3(plx3，ply3)，以及右相机采集得到的目标图像中桌面的四个角点的图像坐标pr0(prx0，pry0)、pr1(prx1，pry1)、pr2(prx2，pry2)和pr3(prx3，pry3)。接着，利用原始相机参数即可对四个角点的图像坐标进行转换，得到四个角点分别对应的目标相机的相机坐标系下的三维坐标c0(cx0，cy0，cz0)、c1(cx1，cy1，cz1)、c2(cx2，cy2，cz2)和c3(cx3，cy3，cz3)。
具体的，相机坐标系和图像坐标系之间的转换关系如下：
其中，f为双目相机的焦距，(x，y)表示相机坐标系的图像坐标，(Xc，YC，Zc)表示相机坐标系的相机坐标，ZC表示角点的深度值，其可通过利用左右相机采集的四个角点的图像坐标并基于双目视觉立体原理计算得到。
在本申请的实施方式中，在获取到第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标之后，还需要获取第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标。
在获取第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标之前，可以建立目标世界坐标系。
在本申请的实施方式中，上述目标世界坐标系为以参考平面为坐标平面建立的坐标系。以参考平面为坐标平面建立的坐标系是指以参考平面内两条相互垂直的线分别作为目标世界坐标系中的两条坐标轴，此时，参考平面即位于两条坐标轴所构成的坐标平面内。目标世界坐标系的坐标原点则可以根据实际情况调整，例如当参考平面为乒乓球桌的桌面时，可以以某一个角点为坐标原点，或者以距离某一个角点预设方向预设距离的固定点作为坐标原点。
以参考平面为乒乓球桌的桌面为例，可以将乒乓球桌的一个角点作为目标世界坐标系的原点o，并将相交于该角点的两条边界线分别作为目标世界坐标系的x轴与y轴。此时，参考平面位于目标世界坐标系的坐标平面xoy面内。
由于目标世界坐标系是新建立的世界坐标系，无法利用原始相机参数对第一相机坐标进行转换得出第一世界坐标，但是，由于目标世界坐标系是根据实际情况建立的坐标系，在各个第一目标点的位置、相互之间的距离已知的情况下，可以利用各个第一目标点的位置、相互之间的距离确定出每个第一坐标点的第一世界坐标。
具体的，目标世界坐标系为以乒乓球桌的桌面的多个角点中任意一个角点为原点建立的坐标系；相应的，上述获取第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，可以包括：获取乒乓球桌的桌面的规格参数，并基于规格参数，确定第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标。
也就是说，当乒乓球桌的桌面的规格参数已知，则各个角点之间的距离、相对位置也均已知，由于目标世界坐标系为以桌面的一个角点为原点建立的坐标系，基于规格参数和原点对应的角点，则可以确定每个角点(即第一目标点)的第一世界坐标。
步骤S102，获取第二目标点在相机坐标系中的第二相机坐标，并获取第二目标点在目标世界坐标系中的第二世界坐标。
在本申请的实施方式中，由于c0到c3四个第一目标点都在目标世界坐标系的坐标平面内，如果直接利用该四个第一目标点进行目标相机参数的计算，在通过计算旋转矩阵和平移向量时，由于zi很相近，导致R2接近于0，t2接近于zi，则利用得到的目标相机参数进行其他坐标点的坐标转换时，相机坐标系中的任何坐标点在世界坐标系z轴上的转换结果都是固定值t2，显然，得到的目标相机参数是不准确的。
基于此，在本申请的实施方式中，需要确定一个位于参考平面之外的第二目标点。
具体的，目标世界坐标系是以与参考平面垂直的直线为z轴建立的坐标系；则如图3所示，上述获取第二目标点在相机坐标系中的第二相机坐标，以及获取第二目标点在目标世界坐标系中的第二世界坐标，可以包括以下步骤S301至步骤S304。
步骤S301，确定在相机坐标系中经过参考平面的中心点的法向量。
具体的，在本申请的一些实施方式中，当目标世界坐标系为以乒乓球桌的桌面的任意一个角点为原点建立的坐标系时，可以计算得到四条边界线的向量l0＝c1-c0、l1＝c2-c0、l2＝c1-c3和l3＝c2-c3。接着，通过其中相邻的两条边界线的向量，可以计算出两个垂直于参考平面并指向上方的法向量和/>对两个法向量进行平均，可以得到平均法向量/>该平均法向量即为经过参考平面的中心点的法向量。
步骤S302，将位于法向量上，且z轴数值等于预设值的点作为第二目标点。
其中，预设值的取值可以根据实际情况进行调整，为了使计算出的目标相机参数更加准确，预设值可以选取的更大一些，则第二目标点c4在相机坐标系中的z坐标将更高一些，相应的，第二目标点在世界坐标系中实际与参考平面的距离也会大。例如，可以以距离参考平面2000mm为标准设定预设值。
步骤S303，基于第一目标点的第一相机坐标、预设值和法向量，确定第二目标点的第二相机坐标。
具体的，在本申请的一些实施方式中，由于每一个角点分别为第一目标点，且基于前述说明，每个交点的相机坐标已知，位于法向量上，且z轴数值等于预设值的第二目标点在相机坐标系中的第二相机坐标则 其中，h为预设值，例如，当以距离参考平面2000mm为标准设定预设值时h可以为2000。
步骤S304，基于第一目标点的第一世界坐标和预设值，确定第二目标点的第二世界坐标。
相应的，在本申请的一些实施方式中，第二目标点在目标世界坐标系中的的世界坐标其中，b0、b1、b2和b3分别表示乒乓球桌一个角点的世界坐标。
需要说明的是，上述预设值的数量可以为多个，当存在多个预设值时，则可以得到多个第二目标点。
在本申请的实施方式中，第一目标点的数量和第二目标点的数量可以根据实际情况进行调整，第二目标点的数量应大于1。为了便于后续确定目标相机参数，第一目标点的数量和第二目标点的数量之和可以大于或等于5。更具体的，在本申请的一些实施方式中，若以乒乓球桌的桌面为参考平面，则第一目标点和第二目标点的总数量可以为5，其中包括4个第一目标点和1个第二目标点，4个第一目标点可以为桌面的四个角点。
步骤S103，利用第一相机坐标、第一世界坐标、第二相机坐标和第二世界坐标，确定目标相机参数。
其中，上述目标相机参数用于相机坐标系和目标世界坐标系之间的坐标转换，可以具体包括旋转平移矩阵R和平移向量t。
具体的，如图4所示，上述步骤S103可以具体包括一下步骤S401至步骤S404。
步骤S401，根据第一相机坐标和第二相机坐标，建立相机坐标系矩阵。
步骤S402，根据第一世界坐标和第二世界坐标，建立世界坐标系矩阵。
在本申请的一些实施方式中，可以将第一相机坐标、第二相机坐标、第一世界坐标和第二世界坐标转换为齐次坐标。然后，基于第一相机坐标对应的齐次坐标和第二相机坐标对应的齐次坐标，建立相机坐标系矩阵；并基于第一世界坐标对应的齐次坐标和第二世界坐标对应的齐次坐标，建立世界坐标系矩阵。
具体的，以第一目标点为乒乓球桌的四个角点为例，其中一个角点的第一相机坐标c0(cx0，cy0，cz0)可以转换为该第一相机坐标对应的齐次坐标c0(cx0，cy0，cz0，1)，同样的，该角点的第一世界坐标b0可以转换为该第一相机坐标对应的齐次坐标b0(wx0，wy0，wz0，1)。相应的，建立得到的相机坐标系矩阵B为建立得到的世界坐标系矩阵C为/>
步骤S403，计算世界坐标系矩阵的广义逆矩阵。
需要说明的是，假设第一目标点和第二目标点的总数为L，则世界坐标系矩阵C的横向的维度为3×L，为超定矩阵，因此，在本申请的一些实施方式中，可以通过奇异值分解(Singular Value Decomposition，SVD)算法对世界坐标系矩阵C求最小二乘逆，得到世界坐标系矩阵的广义逆矩阵C+。
步骤S404，根据广义逆矩阵和相机坐标系矩阵，确定目标相机参数。
具体的，由于目标世界坐标系和相机坐标系均为三维坐标，两个三维坐标之间可以通过旋转和平移进行转换，依据世界坐标系和相机坐标系之间的转换关系可知：可得相机坐标系矩阵B＝A×C，其中，/>表示用于相机坐标系和目标世界坐标系之间的坐标转换的目标相机参数。
本申请的实施方式中，通过获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标及在以参考平面为坐标平面建立的目标世界坐标系中的第一世界坐标，同时获取位于参考平面之外的第二目标点在相机坐标系中的第二相机坐标及在目标世界坐标系中的第二世界坐标，然后利用第一相机坐标、第一世界坐标、第二相机坐标和第二世界坐标，确定用于相机坐标系和目标世界坐标系之间的坐标转换目标相机参数，实现对相机的标定。这种标定方式不需要借助标定板，因此不需要人为干预，若将该方法应用于乒乓球视觉系统，对终端来说，在乒乓球桌与相机之间的相对位置发生改变时，可以直接重新进行标定，因此，本申请提供的标定方法降低了标定过程的操作复杂度，减少了人工成本和标定时间，可以适用于不同的环境中。
进一步地，在建立目标世界坐标系之前，可以检测参考平面与相机之间的相对位置是否发生改变。
更具体的，可以在每次建立世界坐标系时，记录参考平面中各个第一目标点的图像坐标，当图像坐标发生改变时，则确认参考平面与相机之间的相对位置发生改变。此时，可以建立目标世界坐标系，也即新的世界坐标系，并通过图1至图4所提供的标定方法，标定得到目标相机参数。
本申请的实施方式中，由于基于参考平面建立世界坐标系能够方便后续的数据分析，当参考平面与相机之间的相对位置发生改变，则需要重新标定目标相机参数，以实现变化后相机坐标系和目标世界坐标系之间的坐标转换，因此，通过检测参考平面与相机之间的相对位置是否发生改变，可以在每次发生改变时，自动地重新进行标定，进一步降低操作复杂度及人工成本。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本申请，某些步骤可以采用其它顺序进行。
如图5所示为本申请实施例提供的一种相机参数的标定装置500的结构示意图，所述相机参数的标定装置500配置于终端上。
具体的，所述相机参数的标定装置500可以包括：
第一获取单元501，用于获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标，并获取所述第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，其中，所述目标世界坐标系为以参考平面为坐标平面建立的坐标系；
第二获取单元502，用于获取第二目标点在所述相机坐标系中的第二相机坐标，并获取所述第二目标点在所述目标世界坐标系中的第二世界坐标，所述第二目标点位于所述参考平面之外；
标定单元503，用于利用所述第一相机坐标、所述第一世界坐标、所述第二相机坐标和所述第二世界坐标，确定目标相机参数，所述目标相机参数用于所述相机坐标系和所述目标世界坐标系之间的坐标转换。
在本申请的一些实施方式中，上述标定单元503可以具体用于：根据所述第一相机坐标和所述第二相机坐标，建立相机坐标系矩阵；根据所述第一世界坐标和所述第二世界坐标，建立世界坐标系矩阵；计算所述世界坐标系矩阵的广义逆矩阵；根据所述广义逆矩阵和所述相机坐标系矩阵，确定所述目标相机参数。
在本申请的一些实施方式中，上述相机坐标系可以为目标相机对应的相机坐标系；上述第一获取单元501可以具体用于：获取由所述目标相机对所述参考平面进行拍摄得到的目标图像；利用所述目标相机的原始相机参数，对所述第一目标点在所述目标图像中的图像坐标进行转换，得到所述第一目标点在所述相机坐标系中的第一相机坐标。
在本申请的一些实施方式中，上述参考平面为乒乓球桌的桌面，且桌面包含多个角点；上述第一获取单元501可以具体用于：确定所述多个角点在所述目标图像中的图像坐标，并将所述多个角点作为所述第一目标点。
在本申请的一些实施方式中，上述目标世界坐标系可以为以多个角点中任意一个角点为原点建立的坐标系；上述第一获取单元501可以具体用于：获取所述乒乓球桌的桌面的规格参数；基于所述规格参数，确定所述第一目标点在所述目标世界坐标系中的第一世界坐标。
在本申请的一些实施方式中，上述目标世界坐标系可以是以与所述参考平面垂直的直线为z轴建立的坐标系；上述第二获取单元502可以具体用于：确定在所述相机坐标系中经过所述参考平面的中心点的法向量；将位于所述法向量上，且z轴数值等于预设值的点作为所述第二目标点；基于所述第一目标点的第一相机坐标、所述预设值和所述法向量，确定所述第二目标点的第二相机坐标；基于所述第一目标点的第一世界坐标和所述预设值，确定所述第二目标点的第二世界坐标。
在本申请的一些实施方式中，上述目标相机包括双目视觉系统中的左相机和右相机，上述第一获取单元501可以具体用于：获取由所述左相机和/或所述右相机对所述参考平面进行拍摄得到的目标图像。
需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述相机参数的标定装置500的具体工作过程，可以参考图1至图4所述方法的对应过程，在此不再赘述。
如图6所示，为本申请实施例提供的一种终端的示意图。该终端可以为电脑、智能手机等终端，也可以为乒乓球视觉系统中的运算模组，该运算模组用于对基于乒乓球视觉系统中双目相机采集到的图像进行处理，从而对乒乓球视觉系统中的相机进行标定、检测检测乒乓球的位置。
该终端6可以包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如相机参数的标定程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个相机参数的标定方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示的第一获取单元501、第二获取单元502和标定单元503。
所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端中的执行过程。
例如，所述计算机程序可以被分割成：第一获取单元、第二获取单元和标定单元。
各单元具体功能如下：第一获取单元，用于获取参考平面上第一目标点在相机坐标系中的第一相机坐标，并获取所述第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，其中，所述目标世界坐标系为以参考平面为坐标平面建立的坐标系；第二获取单元，用于获取第二目标点在所述相机坐标系中的第二相机坐标，并获取所述第二目标点在所述目标世界坐标系中的第二世界坐标，所述第二目标点位于所述参考平面之外；标定单元，用于利用所述第一相机坐标、所述第一世界坐标、所述第二相机坐标和所述第二世界坐标，确定目标相机参数，所述目标相机参数用于所述相机坐标系和所述目标世界坐标系之间的坐标转换。
所述终端可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端的示例，并不构成对终端的限定，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，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器61可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对各个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种相机参数的标定方法，其特征在于，包括：
获取由目标相机对参考平面进行拍摄得到的目标图像；
利用所述目标相机的原始相机参数，对第一目标点在所述目标图像中的图像坐标进行转换，得到所述第一目标点在目标相机对应的相机坐标系中的第一相机坐标，所述原始相机参数用于所述目标相机的相机坐标系和原始世界坐标系之间的坐标转换；
获取所述第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，其中，所述目标世界坐标系为以参考平面为坐标平面建立的坐标系，并且，所述目标世界坐标系是以与所述参考平面垂直的直线为z轴建立的坐标系；
确定在所述相机坐标系中经过所述参考平面的中心点的法向量；
将位于所述法向量上，且z轴数值等于预设值的点作为第二目标点，所述第二目标点位于所述参考平面之外；
基于所述第一相机坐标、所述预设值和所述法向量，确定所述第二目标点的第二相机坐标；
基于所述第一目标点的第一世界坐标和所述预设值，确定所述第二目标点的第二世界坐标；
利用所述第一相机坐标、所述第一世界坐标、所述第二相机坐标和所述第二世界坐标，确定目标相机参数，所述目标相机参数用于所述相机坐标系和所述目标世界坐标系之间的坐标转换。
2.如权利要求1所述的相机参数的标定方法，其特征在于，所述利用所述第一相机坐标、所述第一世界坐标、所述第二相机坐标和所述第二世界坐标，确定目标相机参数，包括：
根据所述第一相机坐标和所述第二相机坐标，建立相机坐标系矩阵；
根据所述第一世界坐标和所述第二世界坐标，建立世界坐标系矩阵；
计算所述世界坐标系矩阵的广义逆矩阵；
根据所述广义逆矩阵和所述相机坐标系矩阵，确定所述目标相机参数。
3.如权利要求1所述的相机参数的标定方法，其特征在于，所述参考平面为乒乓球桌的桌面，所述桌面包含多个角点；
在所述利用所述目标相机的原始相机参数，对第一目标点在所述目标图像中的图像坐标进行转换之前，包括：
确定所述多个角点在所述目标图像中的图像坐标，并将所述多个角点作为所述第一目标点。
4.如权利要求3所述的相机参数的标定方法，其特征在于，所述目标世界坐标系为以所述多个角点中任意一个角点为原点建立的坐标系；
所述获取所述第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，包括：
获取所述乒乓球桌的桌面的规格参数；
基于所述规格参数，确定所述第一目标点在所述目标世界坐标系中的第一世界坐标。
5.如权利要求1所述的相机参数的标定方法，其特征在于，所述目标相机包括双目视觉系统中的左相机和右相机；
所述获取由目标相机对参考平面进行拍摄得到的目标图像，包括：
获取由所述左相机和/或所述右相机对所述参考平面进行拍摄得到的目标图像。
6.一种相机参数的标定装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取由目标相机对参考平面进行拍摄得到的目标图像；利用所述目标相机的原始相机参数，对第一目标点在所述目标图像中的图像坐标进行转换，得到所述第一目标点在目标相机对应的相机坐标系中的第一相机坐标，所述原始相机参数用于所述目标相机的相机坐标系和原始世界坐标系之间的坐标转换；获取所述第一目标点在目标世界坐标系中的第一世界坐标，其中，所述目标世界坐标系为以参考平面为坐标平面建立的坐标系，并且，所述目标世界坐标系是以与所述参考平面垂直的直线为z轴建立的坐标系；
第二获取单元，用于确定在所述相机坐标系中经过所述参考平面的中心点的法向量；将位于所述法向量上，且z轴数值等于预设值的点作为第二目标点，所述第二目标点位于所述参考平面之外；基于所述第一相机坐标、所述预设值和所述法向量，确定所述第二目标点的第二相机坐标；基于所述第一目标点的第一世界坐标和所述预设值，确定所述第二目标点的第二世界坐标；
标定单元，用于利用所述第一相机坐标、所述第一世界坐标、所述第二相机坐标和所述第二世界坐标，确定目标相机参数，所述目标相机参数用于所述相机坐标系和所述目标世界坐标系之间的坐标转换。
7.一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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