[发明专利]多目相机的视差校准方法、装置及系统

权利要求书

1.一种多目相机的视差校准方法，所述多目相机包含至少两个位置相对固定的摄像装置，其特征在于，所述方法包括：

标定得出所述多目相机的统一投影模型；所述统一投影模型包括等效共面矩阵和等效内参矩阵；

根据所述统一投影模型对每个所述摄像装置的成像进行校准；

所述标定得出所述多目相机的统一投影模型，包括：

标定获取每个所述摄像装置的内参矩阵和相对于其余摄像装置的位置关系矩阵；

对所述摄像装置进行旋转变换等效以达到全部所述摄像装置的光轴相互平行，得到所述等效共面矩阵；

将全部所述摄像装置的焦距统一为等效焦距以及将全部所述摄像装置的光心统一为等效光心，得到所述等效内参矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定获取每个所述摄像装置的内参矩阵和相对于其余摄像装置的位置关系矩阵，包括：

采用单目标定获取单个所述摄像装置的内参矩阵，所述内参矩阵至少包含有fx、fy、cx、cy，fx、fy分别为x、y方向上的焦距，cx、cy分别为x、y方向上的光心；以及

采用双目标定获取单个所述摄像装置相对于其余摄像装置的位置关系矩阵，所述位置关系矩阵至少包含有旋转矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标定获取每个所述摄像装置的内参矩阵和相对于其余摄像装置的位置关系矩阵的步骤之后，还包括对所述内参矩阵和所述位置关系矩阵进行误差控制的步骤：当所述内参矩阵和所述位置关系矩阵的重投影误差大于设定误差时，重新通过单目标定和/或双目标定进行再次获取，直至其重投影误差小于所述设定误差。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述得到所述等效共面矩阵，包括：

A、将全部所述旋转矩阵进行处理，轮空旋转矩阵数目置为0；

B、以左右图像的重投影畸变最小或左右视图共同面积最大的原则，将待处理的旋转矩阵以每组两个分为多组；如果旋转矩阵的数目为单数，将有一个旋转矩阵轮空，则将轮空旋转矩阵数目加1；将每组内的两个旋转矩阵进行共面；每组得到一个共面后的旋转矩阵；

C、判断共面后的旋转矩阵数目加上轮空旋转矩阵数目是否为1，为1转步骤D；否则，判断共面后的旋转矩阵数目是否为1，为1则将共面后的旋转矩阵加上最近一轮的轮空旋转矩阵作为待处理的旋转矩阵，重复步骤B，同时将轮空旋转矩阵数目减1；不为1，则将共面后的旋转矩阵作为待处理的旋转矩阵，重复步骤B；

D、将得到的唯一的共面后的旋转矩阵作为等效共面矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将全部所述摄像装置的光心统一为等效光心的步骤为：

在图像二维坐标系下构建至少4个点的二维坐标，投影到三维相机系下；

在三维相机系下使用中间内参矩阵进行标定，所述中间内参矩阵为将原来的内参矩阵中的焦距替换为焦距均方根值所得到的矩阵；

对标定后的坐标采用所述等效共面矩阵，重新反投影到图像二维坐标系；

得到cxnew,cynew，其中cxnew,cynew分别为x、y方向上的等效光心。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述焦距均方根值的计算步骤为：

选出每个所述摄像装置的内参矩阵中焦距的最小值f＝min(fx,fy)，其中fx,fy分别为x、y方向上的焦距；每个所述摄像装置的焦距分别记为；f₁、f₂…f_n；

所述fxrms和fyrms分别为x、y方向上的焦距均方根值；n为所述摄像装置的数目。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述根据所述统一投影模型对每个所述摄像装置的成像进行校准的步骤之前，还包括去除畸变黑边的步骤：

取待处理图像中的若干参考点位，所述参考点位分布于待处理图像的边缘上；

根据标定算法计算所述参考点位的标准坐标；

通过所述标准坐标计算出所述待处理图像的有效像素所构成区域的最大内接矩阵；

将所述最大内接矩阵缩放变换至所述待处理图像的相同大小。