CN116309862A - 泳池防溺水多视角相机标定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了泳池防溺水多视角相机标定方法及装置。所述方法包括：采集室内建筑的真实数据；利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；对所述线段构建外参矩阵；利用所述外参矩阵进行相机外参标定。通过实施本发明实施例的方法可实现简化标定过程，减少标定误差，提高标定准确率。
Description
技术领域
本发明涉及相机标定方法，更具体地说是指泳池防溺水多视角相机标定方法及装置。
背景技术
随着立体视觉的火热，由多个相机组成的多视系统在3D重建、人体动作捕捉、多视点视频等有广泛应用，多相机系统应用的前提是完成多相机系统标定，多相机系统标定是多相机系统进行可靠高效工作不可或缺的重要步骤。
相机标定是指求解相机模型参数的过程，具体包括相机本征参数、像差参数和多相机间方位参数，进而建立多视图像中像素点坐标与对应3D空间坐标点之间的映射关系。
多相机系统的标定是通过对应点建立多相机间的联系，求解相机内参与外参，但是多相机无法同时获取校准物图像信息，只能对相机逐个或分组依次标定，最后再通过刚体变换原理统一坐标系求取相机间的方位，这样使得标定过程繁琐、操作不便、还会引入较大的累积误差。
因此，有必要设计一种新的方法，实现简化标定过程，减少标定误差，提高标定准确率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供泳池防溺水多视角相机标定方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：泳池防溺水多视角相机标定方法，包括：
采集室内建筑的真实数据；
利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；
对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；
对所述线段构建外参矩阵；
利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
其进一步技术方案为：所述对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段，包括：
采用LSD算法对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段。
其进一步技术方案为：所述对所述线段构建外参矩阵，包括：
根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵；
根据所述线段确定水平方向旋转矩阵；
根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵；
根据所述线段确定平移向量；
整合所述旋转矩阵以及所述平移向量，以得到外参矩阵。
其进一步技术方案为：所述根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵，包括：
通过两两叉乘竖直的线段，以得到对应的垂直消失点；
将所述垂直消失点与其他线段进行角度误差测量，以得到垂直灭点；
定义2D图像的垂直方向，并对齐相机的垂直轴和2D图像的主要垂直灭点；
计算垂直方向旋转矩阵。
其进一步技术方案为：所述根据所述线段确定水平方向旋转矩阵，包括：
根据所述三维模型以及所述线段确定水平灭点；
将所述线段中的水平线段变换为世界坐标系下的水平线段，并确定水平方向旋转矩阵。
其进一步技术方案为：所述根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵，包括：
将所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵相乘，以得到旋转矩阵。
其进一步技术方案为：所述根据所述线段确定平移向量，包括：
从所述三维模型中确定相机高度先验；
从所述线段中确定一个角点；
根据所述相机高度先验以及所述角点确定平移向量。
本发明还提供了泳池防溺水多视角相机标定装置，包括：
数据采集单元，用于采集室内建筑的真实数据；
三维模型构建单元，用于利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；
线段提取单元，用于对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；
外参矩阵构建单元，用于对所述线段构建外参矩阵；
标定单元，用于利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。
本发明还提供了一种存储介质，所述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的方法。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过构建三维模型，结合三维模型的图片通过LSD进行线段提取，通过构造旋转矩阵和平移向量得出外参矩阵，基于灭点和室内建筑三维模型优化多相机外参标定，实现简化标定过程，减少标定误差，提高标定准确率。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的应用场景示意图；
图2为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的子流程示意图；
图4为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的子流程示意图；
图5为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的子流程示意图；
图6为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的子流程示意图；
图7为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定装置的示意性框图；
图8为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定装置的外参矩阵构建单元的示意性框图；
图9为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定装置的第一确定子单元的示意性框图；
图10为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定装置的第二确定子单元的示意性框图；
图11为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定装置的向量确定子单元的示意性框图；
图12为本发明实施例提供的计算机设备的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的应用场景示意图。图2为本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的示意性流程图。该泳池防溺水多视角相机标定方法应用于服务器中。该服务器与摄像头进行数据交互，针对泳池场馆内超宽基线的多视角相机之间的标定问题，实现采用基于灭点和室内建筑3D模型的多相机外参标定最优化技术，预计实现厘米级精度误差的多相机外参。
图2是本发明实施例提供的泳池防溺水多视角相机标定方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤S110至S150。
S110、采集室内建筑的真实数据。
在本实施例中，真实数据是指室内建筑的实际数据，包括长宽高以及物品所在的位置等。
采集室内建筑的真实数据，使得可以根据数据构建模拟室内建筑三维模型。
S120、利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型。
在本实施例中，三维模型是指根据真实数据构建的三维立体模型。
本实施例需要从三维世界模型转变到二维数据。
S130、对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段。
在本实施例中，从三维模型中筛选并过滤出绝对垂直和绝对水平的线段。
具体地，采用LSD算法对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段。
输入场景图片即三维模型的图片，并通过LSD算法进行线段提取，以便于根据线段确定外参矩阵。
S140、对所述线段构建外参矩阵。
在本实施例中，外参矩阵是指用于标定相机外参的矩阵，包括旋转矩阵以及平移向量。
在一实施例中，请参阅图3，上述的步骤S140可包括步骤S141～S145。
S141、根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵。
在本实施例中，垂直方向旋转矩阵是指相机参数标定时的垂直方向旋转的矩阵。
在一实施例中，请参阅图4，上述的步骤S141可包括步骤S1411～S1414。
S1411、通过两两叉乘竖直的线段，以得到对应的垂直消失点。
在本实施例中，将三维模型的图像输入后，提取图像竖直的2D线段，并进行遍历，进行竖直的线段的两两叉乘，以得到垂直消失点。
S1412、将所述垂直消失点与其他线段进行角度误差测量，以得到主要垂直灭点。
在本实施例中，主要垂直灭点是指对垂直消失点与其他线段进行角度误差测量形成的消失点。
S1413、定义2D图像的垂直方向，并对齐相机的垂直轴和2D图像的主要垂直灭点。
S1414、计算垂直方向旋转矩阵。
在本实施例中，定义一个旋转矩阵Rv，它是竖直方向的旋转。使用LSD算法求得图像中垂直与水平的线段。通过两两叉乘竖直线段得到对应的垂直消失点，并令其与其他线段进行角度误差测量，具体为
其中，pi为每个垂直消失点，lj为所有的竖直线段，用反余弦函数计算出角度，设置角度误差阈值，只要err(pi，lj)的值小于角度误差阈值，pi的一个内点得出内点数量最多的点即占主导地位的主要垂直灭点pv。
设定2D图像的垂直方向为z＝[0 0 1]T，对齐相机的垂直轴和2D图像的主要主要垂直灭点pv，然后计算旋转Rv。使用SO(3)李代数转为李群来构造旋转Rv，如
θ为旋转角度，θ＝acos(pv，z)，u为旋转轴，u＝pv*z叉乘，求得真实世界到图像世界的转换关糸。
S142、根据所述线段确定水平方向旋转矩阵。
在本实施例中，水平方向旋转矩阵是指相机参数标定时的水平方向旋转的矩阵。
在一实施例中，请参阅图5，上述的步骤S142可包括步骤S1421～S1422。
S1421、根据所述三维模型以及所述线段确定水平灭点。
在本实施例中，水平灭点是指水平线的消失点。
通过提取室内3D模型立面f上的三维水平线lr和三维竖直线lh，求得立面f的法线nf，先将nf归一化处理，做归一化后的nf与垂直轴z的叉乘得到立面f的水平灭点ph＝lr×lh。
S1422、将所述线段中的水平线段变换为世界坐标系下的水平线段，并确定水平方向旋转矩阵。
在本实施例中，通过输入室内三维模型得到水平灭点ph，结合提取到的水平线段变换到世界坐标，求解q的根，代入
求解Rh；最后链接旋转Rv与Rh计算最终的绝对旋转R，即R＝RvRh。
S143、根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵。
在本实施例中，旋转矩阵是指绝对旋转R。
具体地，将所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵相乘，以得到旋转矩阵。
S144、根据所述线段确定平移向量。
在本实施例中，平移向量是指相机外参需要平移的方向和距离。
在一实施例中，请参阅图6，上述的步骤S144可包括步骤S1441～S1443。
S1441、从所述三维模型中确定相机高度先验；
S1442、从所述线段中确定一个角点；
S1443、根据所述相机高度先验以及所述角点确定平移向量。
具体地，从室内的三维模型中得到相机高度先验，再根据已变化的求逆矩阵得出相机高度先验t＝t-r.inv()*t，利用这一先验，因此平移只剩2个自由度需要估计。接着从测量出的线段中各找出一个角点，可以通过解决下面的线性系统计算相机平移t，
在本实施例中，对三维模型的图像提取两条竖直线l1和l2，构造点x1和x2，以在直线l1和l2上进行约束
进而求解平移向量t。
S145、整合所述旋转矩阵以及所述平移向量，以得到外参矩阵。
在本实施例中，有了旋转矩阵和平移向量，便可进行相机外参标定。
S150、利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
在本实施例中，可利用现有技术结合外参矩阵进行相机外参标定，此处不再赘述。
上述的泳池防溺水多视角相机标定方法，通过构建三维模型，结合三维模型的图片通过LSD进行线段提取，通过构造旋转矩阵和平移向量得出外参矩阵，基于灭点和室内建筑三维模型优化多相机外参标定，实现简化标定过程，减少标定误差，提高标定准确率。
图7是本发明实施例提供的一种泳池防溺水多视角相机标定装置300的示意性框图。如图7所示，对应于以上泳池防溺水多视角相机标定方法，本发明还提供一种泳池防溺水多视角相机标定装置300。该泳池防溺水多视角相机标定装置300包括用于执行上述泳池防溺水多视角相机标定方法的单元，该装置可以被配置于台服务器中。具体地，请参阅图7，该泳池防溺水多视角相机标定装置300包括数据采集单元301、三维模型构建单元302、线段提取单元303、外参矩阵构建单元304以及标定单元305。
数据采集单元301，用于采集室内建筑的真实数据；三维模型构建单元302，用于利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；线段提取单元303，用于对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；外参矩阵构建单元304，用于对所述线段构建外参矩阵；标定单元305，用于利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
在一实施例中，所述线段提取单元303，用于采用LSD算法对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段。
在一实施例中，如图8所示，所述外参矩阵构建单元304包括第一确定子单元3041、第二确定子单元3042、第三确定子单元3043、向量确定子单元3044以及整合子单元3045。
第一确定子单元3041，用于根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵；第二确定子单元3042，用于根据所述线段确定水平方向旋转矩阵；第三确定子单元3043，用于根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵；向量确定子单元3044，用于根据所述线段确定平移向量；整合子单元3045，用于整合所述旋转矩阵以及所述平移向量，以得到外参矩阵。
在一实施例中，如图9所示，所述第一确定子单元3041包括叉乘模块30411、测量模块30412、定义模块30413以及计算模块30414。
叉乘模块30411，用于通过两两叉乘竖直的线段，以得到对应的垂直消失点；测量模块30412，用于将所述垂直消失点与其他线段进行角度误差测量，以得到主要垂直灭点；定义模块30413，用于定义2D图像的垂直方向，并对齐相机的垂直轴和2D图像的主要垂直灭点；计算模块30414，用于计算垂直方向旋转矩阵。
在一实施例中，如图10所示，所述第二确定子单元3042包括灭点确定模块30421以及变换模块30422。
灭点确定模块30421，用于根据所述三维模型以及所述线段确定水平灭点；变换模块30422，用于将所述线段中的水平线段变换为世界坐标系下的水平线段，并确定水平方向旋转矩阵。
在一实施例中，第三确定子单元3043，用于将所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵相乘，以得到旋转矩阵。
在一实施例中，如图11所示，所述向量确定子单元3044包括先验确定模块30441、角点确定模块30442以及平移向量确定模块30443。
先验确定模块30441，用于从所述三维模型中确定相机高度先验；角点确定模块30442，用于从所述线段中确定一个角点；平移向量确定模块30443，用于根据所述相机高度先验以及所述角点确定平移向量。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述泳池防溺水多视角相机标定装置300和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
上述泳池防溺水多视角相机标定装置300可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图12所示的计算机设备上运行。
请参阅图12，图12是本申请实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备500可以是服务器，其中，服务器可以是独立的服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群。
参阅图12，该计算机设备500包括通过系统总线501连接的处理器502、存储器和网络接口505，其中，存储器可以包括非易失性存储介质503和内存储器504。
该非易失性存储介质503可存储操作系统5031和计算机程序5032。该计算机程序5032包括程序指令，该程序指令被执行时，可使得处理器502执行一种泳池防溺水多视角相机标定方法。
该处理器502用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备500的运行。
该内存储器504为非易失性存储介质503中的计算机程序5032的运行提供环境，该计算机程序5032被处理器502执行时，可使得处理器502执行一种泳池防溺水多视角相机标定方法。
该网络接口505用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备500的限定，具体的计算机设备500可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
其中，所述处理器502用于运行存储在存储器中的计算机程序5032，以实现如下步骤：
采集室内建筑的真实数据；利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；对所述线段构建外参矩阵；利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
在一实施例中，处理器502在实现所述对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段步骤时，具体实现如下步骤：
采用LSD算法对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段。
在一实施例中，处理器502在实现所述对所述线段构建外参矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵；根据所述线段确定水平方向旋转矩阵；根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵；根据所述线段确定平移向量；整合所述旋转矩阵以及所述平移向量，以得到外参矩阵。
在一实施例中，处理器502在实现所述根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
通过两两叉乘竖直的线段，以得到对应的垂直消失点；将所述垂直消失点与其他线段进行角度误差测量，以得到主要垂直灭点；定义2D图像的垂直方向，并对齐相机的垂直轴和2D图像的主要垂直灭点；计算垂直方向旋转矩阵。
在一实施例中，处理器502在实现所述根据所述线段确定水平方向旋转矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
根据所述三维模型以及所述线段确定水平灭点；将所述线段中的水平线段变换为世界坐标系下的水平线段，并确定水平方向旋转矩阵。
在一实施例中，处理器502在实现所述根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
将所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵相乘，以得到旋转矩阵。
在一实施例中，处理器502在实现所述根据所述线段确定平移向量步骤时，具体实现如下步骤：
从所述三维模型中确定相机高度先验；从所述线段中确定一个角点；根据所述相机高度先验以及所述角点确定平移向量。
应当理解，在本申请实施例中，处理器502可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器502还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal 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。其中，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。
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序，其中该计算机程序被处理器执行时使处理器执行如下步骤：
采集室内建筑的真实数据；利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；对所述线段构建外参矩阵；利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段步骤时，具体实现如下步骤：
采用LSD算法对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段。
在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述对所述线段构建外参矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵；根据所述线段确定水平方向旋转矩阵；根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵；根据所述线段确定平移向量；整合所述旋转矩阵以及所述平移向量，以得到外参矩阵。
在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
通过两两叉乘竖直的线段，以得到对应的垂直消失点；将所述垂直消失点与其他线段进行角度误差测量，以得到主要垂直灭点；定义2D图像的垂直方向，并对齐相机的垂直轴和2D图像的主要垂直灭点；计算垂直方向旋转矩阵。
在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据所述线段确定水平方向旋转矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
根据所述三维模型以及所述线段确定水平灭点；将所述线段中的水平线段变换为世界坐标系下的水平线段，并确定水平方向旋转矩阵。
在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵步骤时，具体实现如下步骤：
将所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵相乘，以得到旋转矩阵。
在一实施例中，所述处理器在执行所述计算机程序而实现所述根据所述线段确定平移向量步骤时，具体实现如下步骤：
从所述三维模型中确定相机高度先验；从所述线段中确定一个角点；根据所述相机高度先验以及所述角点确定平移向量。
所述存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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每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发明的范围。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，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。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明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，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
该集成的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，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.泳池防溺水多视角相机标定方法，其特征在于，包括：
采集室内建筑的真实数据；
利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；
对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；
对所述线段构建外参矩阵；
利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
2.根据权利要求1所述的泳池防溺水多视角相机标定方法，其特征在于，所述对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段，包括：
采用LSD算法对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段。
3.根据权利要求1所述的泳池防溺水多视角相机标定方法，其特征在于，所述对所述线段构建外参矩阵，包括：
根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵；
根据所述线段确定水平方向旋转矩阵；
根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵；
根据所述线段确定平移向量；
整合所述旋转矩阵以及所述平移向量，以得到外参矩阵。
4.根据权利要求3所述的泳池防溺水多视角相机标定方法，其特征在于，所述根据所述线段确定垂直方向旋转矩阵，包括：
通过两两叉乘竖直的线段，以得到对应的垂直消失点；
将所述垂直消失点与其他线段进行角度误差测量，以得到主要垂直灭点；
定义2D图像的垂直方向，并对齐相机的垂直轴和2D图像的主要垂直灭点；
计算垂直方向旋转矩阵。
5.根据权利要求3所述的泳池防溺水多视角相机标定方法，其特征在于，所述根据所述线段确定水平方向旋转矩阵，包括：
根据所述三维模型以及所述线段确定水平灭点；
将所述线段中的水平线段变换为世界坐标系下的水平线段，并确定水平方向旋转矩阵。
6.根据权利要求3所述的泳池防溺水多视角相机标定方法，其特征在于，所述根据所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵确定旋转矩阵，包括：
将所述垂直方向旋转矩阵以及所述水平方向旋转矩阵相乘，以得到旋转矩阵。
7.根据权利要求3所述的泳池防溺水多视角相机标定方法，其特征在于，所述根据所述线段确定平移向量，包括：
从所述三维模型中确定相机高度先验；
从所述线段中确定一个角点；
根据所述相机高度先验以及所述角点确定平移向量。
8.泳池防溺水多视角相机标定装置，其特征在于，包括：
数据采集单元，用于采集室内建筑的真实数据；
三维模型构建单元，用于利用所述真实数据构建模拟室内建筑的三维模型；
线段提取单元，用于对所述三维模型提取绝对垂直与绝对水平的线段；
外参矩阵构建单元，用于对所述线段构建外参矩阵；
标定单元，用于利用所述外参矩阵进行相机外参标定。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述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如权利要求1至7中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310125385.3A CN116309862A (zh) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | 泳池防溺水多视角相机标定方法及装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310125385.3A CN116309862A (zh) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | 泳池防溺水多视角相机标定方法及装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN116309862A true CN116309862A (zh) | 2023-06-23 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310125385.3A Pending CN116309862A (zh) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | 泳池防溺水多视角相机标定方法及装置 |
Country Status (1)
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2023
- 2023-02-16 CN CN202310125385.3A patent/CN116309862A/zh active Pending
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