[发明专利]一种标定相机光心的方法

权利要求书

1.一种标定相机光心的方法，其特征在于：包括世界坐标系通过外参矩阵转换到相机坐标系；其中，将世界坐标系和相机坐标系按下式(1)完成转换；

其中，T₁，T₂，R定义如下：

R＝R_z*R_y*R_x (4)

Rx，Ry，Rz各矩阵定义如下：

所述外参矩阵定义为：

M＝T₂*R_z*R_y*R_x*T₁ (8)

其中，(Xw，Yw，Zw)是世界坐标系坐标，(Xc，Yc，Zc)是相机坐标系坐标，R是旋转矩阵，T₁和T₂是平移矩阵，M为外参矩阵；

还包括，相机坐标系到理想视图坐标系，理想视图坐标系到实际视图坐标系，以及实际视图坐标系到照片坐标系的转换步骤；

由相机坐标系到理想视图坐标系的转换，由下式完成：

其中(x_u，y_u)是理想视图坐标系坐标，f是相机的焦距；

理想视图坐标系与实际视图坐标系之间的关系如下：

其中(x_d，y_d)是实际视图坐标系坐标，Dx和Dy分别是X方向和Y方向的畸变；

实际视图坐标系到照片坐标系的转换关系为：

其中(u，v)是照片坐标系坐标，Nx，Ny分别是x方向和y方向的单位长度的像素数量，Sx是图像尺度因子，(u₀,v₀)是待求解的光心坐标；

通过物理测量手段测量获取相机光心在世界坐标系中的坐标，记为(x_cw,y_cw,z_cw)；

令：

x_cc,y_cc,z_cc为相机光心在相机坐标系中的坐标，由于相机光心就是相机坐标系的原点，因此得到下式：

由以上式(1)-式(13)的方程组建立起由世界坐标系坐标到照片坐标系坐标的转换过程，利用N对点的世界坐标系坐标和照片坐标系坐标，建立2N+2个方程，其中N≧6，求解得到相机的光心坐标，同时获得内参、外参、畸变参数，完成相机标定。