[发明专利]采用单个圆为标定物的摄像机内参数标定方法

权利要求书

1.一种采用单个圆为标定物的摄像机内参数标定方法，其特征在于包括如下步骤：

1)在一张白纸上绘制一个圆，并在圆心位置处绘制一个半径为5毫米的小黑圆点，然后将绘有圆的白纸紧贴在平整的物体表面，构成标定物；

2)将标定物先后放置在三个不同的位置，在每个位置都用摄像机拍摄标定物，从而得到三幅不同的具有椭圆影像的标定物图像，确保每一幅图像都成像清晰且无明显遮挡；

3)利用canny算子，分别检测出每幅图像中椭圆影像的边界，从而得到三组由椭圆影像边界像素点构成的点集；分别利用这三组点集，拟合出椭圆影像矩阵C_n，n＝1，2，3；同时，计算出每幅图像上小黑圆点投影区域的重心p_n，n＝1，2，3；

4)计算出椭圆影像矩阵C_n的对偶矩阵C_n^*；利用下式：

kCn*=(injnT+jnTin)-pnpnT,]]>

通过矩阵分解的方法得到第n幅图上虚圆点的像点的齐次坐标i_n和j_n，n＝1，2，3，从而得到三组不同的虚圆点的像点的齐次坐标；式中k是尺度因子；

5)利用这三组虚圆点的像点的齐次坐标拟合出绝对二次曲线的投影方程ω；由于虚圆点的像点在绝对二次曲线的投影上，则有：

inTωin=0,]]>jnTωjn=0,]]>n＝1，2，3；

联立6个方程，求解出ω；

6)计算出ω的逆矩阵ω^-1，令ω-1=m1m2m3m2m4m5m3m5m6;]]>

根据ω-1=KKT=f12+s2+u02f2s+u0v0u0f2s+u0v0f22+v02v0u0v01,]]>K为摄像机的内参

数矩阵；

计算出主点位置(u₀，v₀)，纵横比f₁/f₂和倾斜因子s；其中，u₀＝m₃/m₆，v₀＝m₅/m₆，f2=m4-v02,]]>s=m2-u0v0f2,]]>f1=m1-u02-s2;]]>从而得到摄像机的全部内参数，完成摄像机的内参数标定。