[发明专利]一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统

说明书

本发明属于相机标定领域，具体为一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统,该方法包括：接收LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息及灯点位置信息；根据灯点位置信息确定LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个角灯点围成灯点矩形框；根据灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；根据边灯点的位置信息进行灯点位置排序，构造三维世界坐标序列，并输出灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；根据灯点矩形框四条边框的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。本发明能实现相机的实时标定，降低了时间成本和工作人员的工作量。

技术领域

本发明属于相机标定方法领域，具体为一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统。

背景技术

在机器视觉或图像测量中，为确定物体表面上点三维坐标与物体图像像点之间的关系，必须建立相机成像几何模型，求解几何模型参数的过程称为相机标定，无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。因此，做好相机标定是做好后续工作的前提，提高标定精度是科研工作的重点所在。常见的相机标定方法需要在不同位置、不同角度、不同姿态下拍摄一定数量的标定照片，标定板需要是黑白相间的矩形构成的棋盘图，制作精度要求较高；而且传统的相机标定方法需要客户将校正相机寄回公司，待相机标定好后再发回客户才能使用，时间成本较大，而且需要制作标定板来拍摄标定照片，增加了工作人员的工作量，且过程繁琐。

发明内容

为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统，可以实现实时标定，软件运行时就可以标定，降低了时间成本和工作人员的工作量。

本发明的第一个目的是提供一种利用LED屏幕进行相机标定的方法，所述方法包括：

接收所述LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息(行和列上的灯点数量)及灯点位置信息；

根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框；

根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；

根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序；

构造三维世界坐标序列，并输出所述灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；

根据所述灯点矩形框四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。

进一步的，根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，包括：

在所述LED矩阵图片中，计算斜率为-1且经过灯点的第一直线的截距，在所述第一直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的左上角灯点和右下角灯点；

计算斜率为1且经过灯点的第二直线的截距，在所述第二直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的右上角灯点和左下角灯点。

进一步的，根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息，包括：

根据所有所述灯点的位置信息对所述灯点矩形框区域进行泰森多边形剖分，输出所述灯点矩形框中四条边框上边灯点的位置信息；

计算所述边灯点到所述灯点矩形框四条边框的归一化距离；在所述归一化距离最小时，确定所述边灯点位于该对应的边框上，并输出所述四条边框上边灯点的位置信息。

进一步的，根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序，包括：