[发明专利]一种快速高精度摄像头参数计算方法

说明书

本发明提出一种快速高精度摄像头参数计算方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、计算摄像头姿态参数；步骤2、计算摄像头内部结构参数；步骤3、在步骤1和步骤2已经求解出所需的摄像头参数后，将所求解出的参数作为初始化参数结合成像模型对参数做进一步的非线性优化。本发明所述方法计算简单并且精度高，通过将非线性求解转换成线性求解来降低计算复杂度，并同时提高了结果的精度。

技术领域

本发明属于摄像头参数计算技术领域，特别是涉及一种快速高精度摄像头参数计算方法。

背景技术

摄像头作为计算机视觉中的重要传感器被广泛应用于目标检测、目标识别等领域。由于每个摄像头在出厂时无法保证各元器件结构的一致性，因此在使用之前需要进行摄像头参数的计算，并根据计算出的参数和摄像头的成像模型来对摄像头进行标定。对于一些畸变较小的摄像头通常采用小孔成像模型，成像模型比较简单且呈线性，但视场角较小；对于一些大视场角需求的场景，通常采用广角摄像头，此时成像模型比较复杂且呈非线性，在计算摄像头参数时计算过程复杂、耗时较长、计算精度较低。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术中的问题，提出了一种快速高精度摄像头参数计算方法。本发明所述方法计算简单并且精度高，通过将非线性求解转换成线性求解来降低计算复杂度，并同时提高了结果的精度。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出一种快速高精度摄像头参数计算方法，摄像头的成像模型如公式(1)所示：

其中，(u，v)是图像坐标，(X，Y)是真实世界物理坐标，(α₀...α_N)是摄像头内部结构参数，(r，t)是摄像头在真实世界的姿态参数，r是摄像头在真实世界姿态的旋转参数，t 是摄像头在真实世界姿态的平移参数；

所述方法包括如下步骤：

步骤1、计算摄像头姿态参数；

步骤2、计算摄像头内部结构参数；

步骤3、在步骤1和步骤2已经求解出所需的摄像头参数后，将所求解出的参数作为初始化参数结合公式(1)对参数做进一步的非线性优化。

进一步地，所述步骤1具体为：

根据公式(1)得到如下公式：

v_j.(r₃₁X_j+r₃₂Y_j+t₃)-f(ρ).(r₂₁X_j+r₂₂Y_j+t₂)＝0 (2.1)

f(ρ).(r₁₁X_j+r₁₂Y_j+t₁)-u_j.(r₃₁X_j+r₃₂Y_j+t₃)＝0 (2.2)

u_j.(r₂₁X_j+r₂₂Y_j+t₂)-v_j.(r₁₁X_j+r₁₂Y_j+t₁)＝0 (2.3)