[发明专利]一种优化双目相机外参数的方法

说明书

本发明公开了一种优化双目相机外参数的方法，即通过双目相机拍摄棋盘格图像，求解双目相机的内外参数和畸变系数，对棋盘格图像去畸变和极线校正，使用抛物线法+EEC亚像素估计算法求出左右图像重合区域中角点的亚像素级坐标，计算出新外参用于优化双目相机的外参数，重复该过程几次直到双目相机外参数稳定即可完成双目相机外参数的优化。该方法简单，易于实现；利用EEC法重新进行角点检测，求出左右图像共同角点的亚像素级角点坐标，进而可以对原始外参进行优化调整；求出的外参数与未优化之前的外参数相比，更加准确。

技术领域

本发明属于相机标定技术领域，具体涉及一种优化双目相机外参数的方法。

背景技术

如今，双目相机在三维重建，自动驾驶，目标检测等领域发挥着越来越重要的作用。传统的双目视觉标定算法基于张正友标定法，通过拍摄数张棋盘格标定板的图像通过计算后得到双目相机的内参数和外参数。其中内参数是与摄像机几何和光学特性有关的参数，只依赖于摄像机自身的制造特点；外参数为摄像机坐标系相对于建立好的世界坐标系的旋转和平移关系量。内外参数准确与否直接影响到后面的应用环节。由于角点检测算法存在一定的误检率，且在实际图像中，由于受到噪声影响，现有亚像素级角点检测算法检测角点不够准确，所以求解出的外参数不够准确，需要对双目相机的外参数进行优化。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供了一种优化双目相机外参数的方法，即通过双目相机拍摄棋盘格图像，求解双目相机的内外参数和畸变系数，对棋盘格图像去畸变和极线校正，使用抛物线法+EEC亚像素估计算法求出左右图像重合区域中角点的亚像素级坐标，计算出新外参用于优化双目相机的外参数，重复该过程几次直到双目相机外参数稳定即可完成双目相机外参数的优化。

本发明的具体技术方案为，一种优化双目相机外参数的方法，包括下列步骤：

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。