【摘要】 本发明涉及一种采用两个任意共面圆进行摄像机标定的方法，利用两个任意不共圆心的共面圆作为标定物。用摄像机拍摄标定物得到一幅清晰的图像，确定出图像中两个椭圆影像的方程，求出虚圆点的像点坐标。利用虚圆点的像点坐标和绝对二次曲线的投影方程确定出摄像机的焦距。建立世界坐标系，原点在两个圆中的任一个圆心，Z轴与两个圆所在平面的法线方向平行。根据消影点、消影线和椭圆影像之间的关系，确定出旋转矩阵。求解出世界坐标系的原点在摄像机坐标系下的位置即为平移向量。本发明可简易方便地确定出摄像机每次标定时的所有易变参数，并可以实现全自动标定，减少人工介入引起的计算误差，尤其适用于非接触式工业检测和基于视觉的自主导航系统。 【专利类型】发明授权 【申请人】上海交通大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】200240 上海市闵行区东川路800号 【申请人地区】中国 【申请人城市】上海市 【申请人区县】闵行区 【申请号】CN200810041216.7 【申请日】2008-07-31 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101329764B 【公开公告日】2010-04-21 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101329764B 【授权公告日】2010-04-21 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G06T7/00 【发明人】黄茂祥; 郑银强; 刘允才 【主权项内容】1.一种采用两个任意共面圆进行摄像机标定的方法，其特征在于包含如下具体步骤： 1)以两个任意的不共圆心的共面圆作为标定物； 2)用摄像机拍摄标定物，得到一幅具有两个椭圆影像的标定物图像，确保成像清晰且每个圆都没有超过三分之一的面积遮挡； 3)利用canny算子，分别检测出标定物图像上每一个椭圆影像的边界，从而得到两组由椭圆影像边界像素点构成的点集，分别利用这两组点集，拟合出两个椭圆影像的方程； 4)利用两个椭圆影像的方程，在复域内求解出它们的交点坐标，即得两组虚圆点的像点坐标in，jn，n＝1，2，其中i1和j1，i2和j2为共轭对； 5)利用绝对二次曲线的投影方程和虚圆点的像点坐标求解出摄像机的焦距； 6)建立世界坐标系，原点在两个圆中的任一个圆心，Z轴与两个圆所在平面的法线方向平行；假定条件(0 0 1)·r3≥0，(1 0 0)·r1≥0；由虚圆点的像点坐标求出消影线的方程l∞，再利用平面π法线方向的消影点、消影线和椭圆影像方程之间的约束关系Kr3∝ω*l∞，确定利用关系式和Kr1∝l×l∞，得而r2＝r3×r1，从而得到旋转矩阵R＝[r1，r2，r3]； 其中s1、s2为符号+或-；K为摄像机的内参数矩阵，ω*＝KKT为绝对二次曲线的对偶图像；tn，n＝1，2为圆Qn，n＝1，2的圆心在摄像机坐标系下的坐标，pn，n＝1，2为圆Qn，n＝1，2的圆心的像点在摄像机坐标系下的坐标，l＝p1×p2为图像的对称轴； 7)求解出世界坐标系的原点在摄像机坐标系下的坐标即为平移向量；至此，完成摄像机的标定。 【当前权利人】上海交通大学 【当前专利权人地址】上海市闵行区东川路800号 【统一社会信用代码】1210000042500615X0 【引证次数】4.0 【被引证次数】1 【自引次数】1.0 【他引次数】3.0 【被他引次数】1.0 【家族引证次数】4.0 【家族被引证次数】24
