基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法及裝置，該方法包括以下步驟：a、設(shè)置一臺經(jīng)過光學(xué)標定并固定位置姿態(tài)的光學(xué)投影儀、一臺計算機以及一張銦鋼板；b、通過計算機設(shè)計標定圖像，并利用光學(xué)投影儀將計算機仿真生成好的標定圖像投影至銦鋼板，由待標定相機拍攝；c、利用計算機仿真對設(shè)計標定圖像進行旋轉(zhuǎn)平移變換，并拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標志點的三維坐標，結(jié)合拍攝標志的像點坐標，最后利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數(shù)。本發(fā)明能夠設(shè)計不同的標志方案，在一個標定場實現(xiàn)多種型號相機的標定任務(wù)，具有通用性和靈活性，并且整個標定過程由計算機自動完成，具有自動化和快速高效的優(yōu)點。
【專利說明】基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法及裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種相機標定方法，特別是涉及一種基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法及裝置。
[0002]【背景技術(shù)】:
攝影測量和計算機視覺應(yīng)用中，為確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應(yīng)點之間的相互關(guān)系，必須建立相機成像的幾何模型，這些幾何模型參數(shù)就是相機參數(shù)。在大多數(shù)條件下這些參數(shù)必須通過實驗與計算才能得到，這個求解參數(shù)的過程就稱之為相機標定。
[0003]為進行相機標定，通常要建立相機標定場或使用標定模板，并輔助一定的標定方法。但由于不同種類的相機所用的標定場不盡相同，不同的標定方法和軟件對標志的形狀和規(guī)格的要求也不同，因此很難在一個標定場內(nèi)實現(xiàn)所有類型相機的標定工作。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、容易實施、通用性好且自動快速高效的基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法及裝置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法，包括以下步驟:
a、設(shè)置一臺已經(jīng)經(jīng)過光學(xué)標定并固定位置姿態(tài)的光學(xué)投影儀、一臺連接投光學(xué)影儀的計算機以及一張經(jīng)過加工并進行固定的銦鋼板，形成標定場；
b、通過計算機設(shè)計標定圖像，并利用光學(xué)投影儀將計算機仿真生成好的標定圖像投影至銦鋼板，并由待標定相機拍攝；
C、利用計算機仿真對設(shè)計標定圖像進行旋轉(zhuǎn)平移變換，并拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標志點的三維坐標，結(jié)合拍攝標志的像點坐標，最后利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數(shù)。
[0006]采用經(jīng)過處理的平整墻面代替所述銦鋼板，所述光學(xué)投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至平整墻面上。
[0007]步驟b中的所述標定圖像采用不限定數(shù)量的圓構(gòu)成的矩陣，或采用不限定數(shù)量的方塊構(gòu)成的矩陣，或在圓構(gòu)成的矩陣中設(shè)置異形圖案。步驟c中的所述旋轉(zhuǎn)平移變換包括多角度的旋轉(zhuǎn)以及不同間距的平移。
[0008]一種基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定裝置，包括光學(xué)投影儀，所述光學(xué)投影儀經(jīng)過光學(xué)標定且固定在支撐臺上，所述光學(xué)投影儀與計算機連接，并且，所述光學(xué)投影儀的鏡頭與標定圖像顯示幕相對應(yīng)，所述光學(xué)投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至所述標定圖像顯不眷。
[0009]所述標定圖像顯示幕為銦鋼板或處理的平整墻面；所述銦鋼板下端設(shè)置有底座。所述標定圖像采用不限定數(shù)量的圓構(gòu)成的矩陣，或采用不限定數(shù)量的方塊構(gòu)成的矩陣，或在圓構(gòu)成的矩陣中設(shè)置異形圖案。
[0010]本發(fā)明的有益效果是: 1、本發(fā)明能夠根據(jù)不同相機的標定需求設(shè)計不同的標志方案，在一個標定場實現(xiàn)多種型號相機的標定任務(wù)，具有通用性和靈活性，并且整個標定過程由計算機自動完成，無人工操作環(huán)節(jié)，具有自動化和快速高效的優(yōu)點。
[0011]2、本發(fā)明僅采用光學(xué)投影儀、計算機以及一張經(jīng)過加工并進行固定的銦鋼板(或經(jīng)過特殊處理的平整墻面)即可進行相機標定，設(shè)施簡單，容易實施，降低成本。
[0012]3、本發(fā)明采用計算機能夠生成許多標定圖像，并且能夠隨時通過光學(xué)投影儀將標定圖像投影至銦鋼板上，方便快捷，效率高
4、本發(fā)明設(shè)計合理、容易實施、通用性好且自動快速高效，其應(yīng)用范圍廣，易于推廣實施，具有良好的經(jīng)濟效益。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中光學(xué)投影儀設(shè)置的標定標志的示意圖之一；
圖3為圖2中標定標志的另一種分布不意圖；
圖4為圖1中光學(xué)投影儀設(shè)置的標定標志的示意圖之二；
圖5為圖4中標定標志的另一種分布不意圖；
圖6為圖1中光學(xué)投影儀設(shè)置的標定標志的示意圖之三；
圖7為圖6中標定標志的另一種分布不意圖。
[0014]【具體實施方式】:
實施例:參見圖1-圖7，圖中，1-支撐臺，2-待標定相機，3-光學(xué)投影儀，4-標定圖像顯不眷，5-底座，6-標定圖像。
[0015]基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定裝置包括光學(xué)投影儀3，其中:光學(xué)投影儀3經(jīng)過光學(xué)標定且固定在支撐臺I上，光學(xué)投影儀3與計算機連接(圖中未畫出)，并且，光學(xué)投影儀3的鏡頭與標定圖像顯示幕4相對應(yīng)，光學(xué)投影儀3將計算機仿真生成的標定圖像6投影至標定圖像顯示幕4。
[0016]標定圖像顯示幕4可以采用經(jīng)過加工處理的銦鋼板，也可以采用經(jīng)過加工處理的平整墻面，根據(jù)需要確定；采用銦鋼板時，下端通過底座5進行固定。
[0017]工作原理包括以下步驟:
a、設(shè)置一臺已經(jīng)經(jīng)過光學(xué)標定并固定位置姿態(tài)的光學(xué)投影儀3、一臺連接投光學(xué)影儀的計算機以及一張經(jīng)過加工并進行固定的銦鋼板，形成標定場；
b、通過計算機設(shè)計標定圖像，并利用光學(xué)投影儀3將計算機仿真生成好的標定圖像6投影至銦鋼板，并由待標定相機2拍攝；
C、利用計算機仿真對設(shè)計標定圖像6進行旋轉(zhuǎn)平移變換，并拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標志點的三維坐標，結(jié)合拍攝標志的像點坐標，最后利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數(shù)。
[0018]步驟b中的標定圖像6采用不限定數(shù)量的圓構(gòu)成的矩陣(參見圖2和圖3)，或采用不限定數(shù)量的方塊構(gòu)成的矩陣(參見圖4和圖5)，或在圓構(gòu)成的矩陣中設(shè)置異形圖案(參見圖6和圖7)，當(dāng)然，還可以采用其他圖像，不一一詳述。
[0019]步驟c中的旋轉(zhuǎn)平移變換包括多角度的旋轉(zhuǎn)以及不同間距的平移，以增加標定圖像的不同位置，便于待標定相機2多次測定。
[0020]本發(fā)明能夠根據(jù)不同相機的標定需求設(shè)計不同的標志方案，在一個標定場實現(xiàn)多種型號相機的標定任務(wù)，具有通用性和靈活性，并且整個標定過程由計算機自動完成，無人工操作環(huán)節(jié)，具有自動化和快速高效的優(yōu)點。
[0021]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法，包括以下步驟: a、設(shè)置一臺已經(jīng)經(jīng)過光學(xué)標定并固定位置姿態(tài)的光學(xué)投影儀、一臺連接投光學(xué)影儀的計算機以及一張經(jīng)過加工并進行固定的銦鋼板，形成標定場； b、通過計算機設(shè)計標定圖像，并利用光學(xué)投影儀將計算機仿真生成好的標定圖像投影至銦鋼板，并由待標定相機拍攝； C、利用計算機仿真對設(shè)計標定圖像進行旋轉(zhuǎn)平移變換，并拍攝，再通過計算機仿真計算出各時刻標志點的三維坐標，結(jié)合拍攝標志的像點坐標，最后利用三維直接線性變換和光束法平差求解相機的精確標定參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法，其特征是:采用經(jīng)過處理的平整墻面代替所述銦鋼板，所述光學(xué)投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至平整墻面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法，其特征是:步驟b中的所述標定圖像采用不限定數(shù)量的圓構(gòu)成的矩陣，或采用不限定數(shù)量的方塊構(gòu)成的矩陣，或在圓構(gòu)成的矩陣中設(shè)置異形圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定方法，其特征是:步驟c中的所述旋轉(zhuǎn)平移變換包括多角度的旋轉(zhuǎn)以及不同間距的平移。
5.一種基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定裝置，包括光學(xué)投影儀，其特征是:所述光學(xué)投影儀經(jīng)過光學(xué)標定且固定在支撐臺上，所述光學(xué)投影儀與計算機連接，并且，所述光學(xué)投影儀的鏡頭與標定圖像顯示幕相對應(yīng)，所述光學(xué)投影儀將計算機仿真生成的標定圖像投影至所述標定圖像顯示幕。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定裝置，其特征是:所述標定圖像顯示幕為銦鋼板或處理的平整墻面；所述銦鋼板下端設(shè)置有底座。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于光學(xué)投影儀的相機多功能標定裝置，其特征是:所述標定圖像采用不限定數(shù)量的圓構(gòu)成的矩陣，或采用不限定數(shù)量的方塊構(gòu)成的矩陣，或在圓構(gòu)成的矩陣中設(shè)置異形圖案。
【文檔編號】G06T7/00GK104376560SQ201410651154
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】陳國軍, 張偉政, 鐘浩, 耿琦, 蘇迪, 程永飛, 董明, 賈學(xué)東, 魏暉, 何婷, 張艷麗 申請人:國家電網(wǎng)公司, 鄭州艾普世科技有限公司, 國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司