[发明专利]用于相机标定的大型控制场人工标志点及其编码方法

说明书

一种编码及识别简单、数量多且高达8192个的用于相机标定的大型控制场人工标志点及其编码方法，包括一个外围直径为D0的外围大圆，所述外围大圆内设有16个圆形标志，按照直径不同分为3类，分别是直径为D2的定位圆、共一个，直径为D1的为定向圆、共2个，直径为D2的编码圆、共13个，且D2＜D1＜D0，定位圆的中心点与外围大圆中心点重合，二个定向圆内分别包含一个与其同心的编码圆，定位圆与定向圆用于确定人工标志点内部的基准坐标轴；定向圆外部的普通编码圆共11个，白色填充对应编码位“1”、反之为“0”，定向圆内部的编码圆2个，黑色填充对应编码位“1”、反之为“0”；通过黑白两色的不同组合构建唯一性编码。

技术领域

本发明涉及一种用于相机标定的大型控制场人工标志点及其编码方法。

背景技术

立体、倾斜摄影相机以及全景相机通常由多个子相机组合而成，对此类相机标定时，内部的各个子相机对控制场同时拍摄能得到内部子相机之间更高的相对位置和姿态的标定精度。因此，往往需要大型的全景控制场，控制场上需要布设大量的标志，为了保证同名标志点识别和匹配的精度，标志中心点提取需要保证不受缩放、旋转的影响不变性且编码的丰富性、唯一性。因圆形标志中心提取不受缩放、旋转的影响，通常作为相机标定标志。如CN106767502A公开了一种具有起始信息的圆形编码标志点，CN107314771A公开了一种基于编码标志点的无人机定位以及姿态角测量方法，都使用了圆形标志，编码数量较多(低于本文的编码数量)，但容易受到标定场中其他圆形标志的干扰，从而影响标定的精度。CN108573511A“点状分布合作编码标志及其识别定位方法”使用一种点状分布合作编码标志，能产生大量编码标志，数量依然有限且识别算法比较复杂。

综上所述，现有的标志点的构建及其编码方法均存在诸多技术上或者实用性上的不足之处，尤其在编码数量、编码方法的复杂度方面仍然难以满足立体、倾斜摄影相机以及全景相机标定的需求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于相机标定的大型控制场人工标志点及其编码方法，解决现在技术在编码数量、复杂程度上仍然难以满足立体、倾斜摄影相机以及全景相机标定的不足，编码简单、数量多且高达8192个、识别简单。

本发明的技术解决方案是：一种用于相机标定的大型控制场人工标志点，其特殊之处在于，包括一个外围直径为D₀的大圆标志即外围大圆，所述外围大圆内设有16个圆形标志，所述16个圆形标志按照作用不同分为3类，其中一类是直径为D₂的定位圆、共一个，直径为D2的编码圆、共13个，直径为D₁的为定向圆、共2个，且D₂＜D₁＜D₀；所述定位圆、定向圆和其中11个编码圆所属区域彼此分离，标志边缘互相独立，定位圆的中心点与外围大圆中心点重合，二个定向圆内分别包含一个与其同心的编码圆，既可用于编码也可以用于定向，定位圆与定向圆用于确定人工标志点内部的基准坐标轴。

进一步地，定位圆内部恒为白色，用于该人工标志点的中心定位并用于区分直径相同的编码圆。

进一步地，所述定向圆位于编码圆外区域为环形且环形区域填充为白色。

进一步地，所述定向圆的直径为编码圆直径的2倍。

如上所述的一种用于相机标定的大型大型控制场人工标志点的编码方法，其特殊之处是：定向圆外部的普通编码圆共11个，白色填充对应编码为“1”、反之为0，定向圆内部的编码圆共2个，黑色填充对应编码为“1”、反之为0；通过13个编码圆的黑白两色的不同组合构建该标定用标志点的唯一性编码。

进一步地，步骤如下：