[发明专利]用于水下双目视觉测量系统的标定方法

权利要求书

1.一种用于水下双目视觉测量系统的标定方法，其特征在于，所述水下双目视觉测量系统包括位于左侧的第一相机和位于右侧的第二相机，所述标定方法包括：

在空气中对第一相机和第二相机进行标定，得出第一相机和第二相机的内参数矩阵、畸变系数以及第一相机和第二相机之间的位姿变换矩阵；

在水下通过第一相机和第二相机拍摄棋盘格的图像；

通过第一相机的内参数矩阵、第一相机的畸变系数对第一相机的图像进行畸变校正，通过第二相机的内参数矩阵、第二相机的畸变系数对第二相机的图像进行畸变校正；

采用角点检测的方法，得到棋盘格角点在第一相机的图像上的坐标以及棋盘格角点在第二相机的图像上的坐标；

获取角点位置坐标的测量值；

使用标定板棋盘格角点的相对位置关系设计标定过程的优化目标，通过多目标优化对所述水下双目视觉测量系统进行标定，包括：

设定第一优化目标：

其中，角点位置坐标的测量值为C_m^i,j，i为棋盘格角点的水平方向序号，j为棋盘格角点的竖直方向序号，w为所述棋盘格格子的边长；

设定第二优化目标：

设定第三优化目标：

基于第一优化目标、第二优化目标和第三优化目标来进行优化，从而对所述水下双目视觉测量系统进行标定。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，在“在空气中对第一相机和第二相机进行标定，得出第一相机和第二相机的内参数矩阵、畸变系数以及第一相机和第二相机之间的位姿变换矩阵”的步骤之前，所述标定方法还包括：

设定第一相机和第二相机在水下的预估参数值。

3.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，“获取角点位置坐标的测量值”的步骤具体包括：

将所述预估参数值代入公式(1)，即：

P＝f(P_l,P_r,R,d_l,d_r,h,n_x,n_y,n_z) (1)

得到角点位置坐标的测量值，其中，

P表示水下目标点的位置，P_l和P_r分别表示目标点在第一相机的图像中的像素点以及第二相机的图像中的像素点，R为第一相机和第二相机之间的位姿变换矩阵，d_l和d_r分别表示第一相机的光心到第一层折射平面的垂直距离以及第二相机的光心到第一层折射平面的垂直距离，h是所述水下双目视觉测量系统的防水仓的厚度，n_x，n_y和n_z是折射平面法向量以第一相机坐标系为基准的x轴，y轴，z轴的坐标分量。

4.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述第一相机的内参数矩阵为：

其中，fx_l和fy_l为第一相机的焦距，xo_l和yo_l为相对于成像平面的主点坐标。

5.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述第二相机的内参数矩阵为：

其中，fx_r和fy_r为第二相机的焦距，xo_r和yo_r为相对于成像平面的主点坐标。