[发明专利]基于旋转拍摄的预计算相机标定方法

权利要求书

1.一种基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

一、对等角度间距拍摄的旋转物体的图像序列，通过读取图像文件上的EXIF信息确定相机的内参矩阵；

二、使用特征点提取算法进行二维图像特征点的提取与匹配；

三、以重投影误差作为依据，通过数值优化方法进行相机位姿矩阵的计算。

2.根据权利要求1所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：步骤二中二维图像特征点的提取与匹配通过动态调整匹配的阈值来改变特征点匹配对的数目。

3.根据权利要求1所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：步骤三中相机位姿矩阵的计算步骤如下：

1)对相机位姿矩阵进行参数化；

2)使用数值优化方法，通过调整参数的数值，使得重投影误差最小，从而得到最优的相机位姿矩阵。

4.根据权利要求3所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：步骤三中所述的对相机位姿矩阵进行参数化是通过使用相机俯视角度θ、相机水平偏移角ω以及相机竖直偏移角φ三个参数描述。

5.根据权利要求4所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：通过相机俯视角度θ、相机水平偏移角ω以及相机竖直偏移角φ三个有实际物理意义的参数表示相邻相机的位移矩阵。

6.根据权利要求5所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：所述的相邻相机的位移矩阵是通过将相邻相机的旋转矩阵表示为一系列具有实际物理意义的旋转矩阵的组合，先绕相机z轴将相机的x轴旋转至与转盘旋转轴垂直，再绕相机x轴将相机坐标系中的xOz平面旋转至垂直于转盘旋转轴，再绕当前相机坐标系中的y轴将相邻相机的yOz平面对齐，然后绕当前相机坐标系中的x轴旋转对齐两相机的z轴方向，最后绕相机z轴旋转，使相邻相机的坐标系方向对齐。

7.根据权利要求3所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：步骤三中所述的相机位姿矩阵的计算是通过数值优化方法，学习率的变化通过当前梯度下降的速率来调节，对相机俯视角度θ、相机水平偏移角ω以及相机竖直偏移角φ三个参数轮流优化，使得重投影误差快速下降。

8.根据权利要求7所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：步骤三所述的数值优化步骤为：

1)建立双视角模型；

2)将所有双视角模型合并生成一个多视角模型。

9.根据权利要求7所述的基于旋转拍摄的预计算相机标定方法，其特征在于：所述数值优化方法的次数为1-2次。