[发明专利]一种优化双目相机外参数的方法

权利要求书

1.一种优化双目相机外参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)拍摄棋盘格图像：使用双目相机拍摄的多组棋盘格图像，记左、右图像对为Pic_L_i,Pic_R_i；

2)求解双目相机内外参数和畸变系数：获取棋盘格角点的世界坐标和亚像素级坐标，根据左右图像上对应角点的坐标关系分别计算出每个相机的内部参数、畸变系数以及两个相机之间的外部参数R和T；

3)去畸变：根据每个相机的内部参数将左右棋盘格图像Pic_L_i,Pic_R_i都转化为正规坐标系下的原图，分别记为PicN_L_i和PicN_R_i；利用左右相机各自的畸变系数分别对PicN_L_i,PicN_R_i进行去畸变处理，得到正规坐标系下去畸变的图像，分别记为Undis_L_i和Undis_R_i；

4)极线校正：对正规坐标系下去畸变图像Undis_L_i和Undis_R_i进行Bouguet极线校正，左图像Undis_L_i旋转-R/2和R_T,右图像Undis_R_i旋转R/2和R_T,得到正规坐标系下校正后的图像Corr_L_i和Corr_R_i；通过每个相机的内参分别将Corr_L_i和Corr_R_i恢复到图像坐标系下，得到极线校正后的左右图像Rect_L_i,Rect_R_i；

5)抛物线法+EEC亚像素估计算法求角点：使用抛物线法+EEC亚像素级角点估计算法对Rect_L_i和Rect_R_i重新进行角点检测，得到两组图像中的对应角点，计算Rect_L_i和Rect_R_i的外参数R′和T′；

6)优化外参：将步骤5)计算出来的外参R′和T′叠加到步骤2)的双目相机的外参R和T上。

2.根据权利要求1所述的一种优化双目相机外参数的方法，其特征在于，步骤4)中极线校正的具体过程包括：

4-1)对正规化坐标系下的去畸变图像Undis_L_i和Undis_R_i进行Bouguet极线校正；左右相机各自旋转相互之间夹角的一半，使得左右成像平面共面，左右相机需要旋转的矩阵R_l和R_r满足以下关系：

4-2)左右相机围绕光轴旋转，实现行对齐；

针对左相机，设旋转矩阵为R_{l_rect}，对于刚体旋转，对R_{l_rect}坐标分解；

R_{l_rect}＝[e₁ e₂ e₃]

摄像机坐标系中的X轴是需要旋转方向的，而X轴与主点连线之间的夹角即X轴需要旋转的角度，而连线之间的向量为T，因而得到：

而Y轴方向上的e₂和e₃相互垂直，得下式：

因为此处的旋转是围绕光轴进行旋转，e₃与e₁和e₂正交即可；

e₃＝e₁×e₂

同理，右相机旋转矩阵求解过程左相机相同，计算出来的矩阵R_{r_rect}＝R_{l_rect}；统一表示为R_T，所以整个过程中的旋转向量为：