[发明专利]一种基于IOS-PSO的摄像机自标定方法

权利要求书

1.一种基于IOS-PSO的摄像机自标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、建立摄像机基于内参数的代价函数f_cost＝f(f_u,f_v,u₀,v₀,s)，其中f_u和f_v分别表示以像素为单位的图像平面坐标系中x方向和y方向的等效焦距；u₀和v₀是图像平面的主点坐标；s是倾斜因子；

步骤2、将f_u和f_v各自的搜索区间分别均分为N个搜索单元，f_u的搜索单元与f_v的搜索单元一一对应；每一个f_u的搜索单元与对应的f_v搜索单元以及u₀、v₀和s的搜索区间形成一个子区间block，则共形成N个子区间block；N为大于或等于4的整数；

步骤3、子区间并行叠进式搜索；

从第一个子区间block开始，数M个子区间block，形成第一个搜索子区间x-search；从第二子区间block开始，数M个子区间block，形成第二个搜索子区间x-search；以此类推，形成多个搜索子区间x-search；M为大于或等于3的整数；

步骤4、采用粒子表征摄像机的5个内参数f_u、f_v、u₀、v₀和s，在每个搜索子区间x-search的各个子区间block中分别初始化粒子，然后同时采用粒子群优化算法对各子区间block进行搜索，得到各子区间block的局部最优粒子以及对应的适应值；

步骤5、步骤4中获得的适应值最小的局部最优粒子则为搜索子区间x-search的局部最优粒子；按照步骤4的方法获得各个搜索子区间x-search的局部最优粒子，再确定最小适应值及对应的局部最优粒子，即为整个搜索区间对应的全局最优粒子；

步骤6、将该全局最优粒子对应的内参数代入到所述摄像机的代价函数中，则完成对摄像机的标定。

2.如权利要求1所述的一种基于IOS-PSO的摄像机自标定方法，其特征在于，

在所述步骤4得到各子区间block的局部最优粒子以及对应的适应值后，判断所述各个搜索子区间x-search的各子区间block的适应值是否同时单调递减或单调递增：如果是，返回所述步骤4，对各个子区间block中粒子重新进行初始化，搜索最优子区间，然后继续依次执行步骤5和6；否则，直接依次执行步骤5和步骤6。

3.如权利要求2所述的一种基于IOS-PSO的摄像机自标定方法，其特征在于，在所述步骤4得到各子区间block的局部最优粒子以及对应的适应值后，当所述各个搜索子区间x-search的局部最优粒子的适应值不满足均为单调递减或单调递增关系时，所述步骤5中，获得全局最优粒子后，先判断全局最优粒子是否满足如下条件：

条件1、当全局最优粒子落在一些搜索子区间x-search的重叠区域时，并且，其它没有重叠区域的搜索子区间x-search对应的局部最优粒子所在子区间block应为所在搜索子区间x-search中最靠近所述全局最优粒子的子区间block；

条件2、当全局最优粒子只落在其中一个搜索子区间x-search中时，其它不包含全局最优粒子的搜索子区间x-search对应的局部最优粒子所在子区间block应为所在搜索子区间x-search中最靠近所述全局最优粒子的子区间block；

如果满足条件1和条件2中的任意一个，则采用所述全局最优粒子的内参数进行摄像机标定；否则，返回所述步骤4，对各个个子区间block中粒子重新进行初始化，搜索局部最优粒子，然后继续执行步骤5和步骤6。