[发明专利]一种双目相机非线性模型参数的标定方法

权利要求书

1.一种双目相机非线性模型参数的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：用双目相机从多个视角方位朝向同一标定板进行多次拍摄，获取若干对左右图像，采集图像时保持双目相机的焦距不变、左右相机的相对位置固定不变，且所有内角点在画面内清晰可见；

步骤2：检测出所有图像中的内角点的亚像素坐标，并与其世界坐标一一对应；

步骤3：构建双目相机镜头的畸变模型，求解畸变模型的畸变参数；

步骤4：双目相机内参矩阵估计；

步骤5：利用步骤3确定的畸变模型对左右图像进行矫正，根据矫正后的左右图像建立线性相机模型；

步骤6：根据线性相机模型求解相机内外参数；

步骤7：建立非线性全局优化目标函数，利用已求得的相机内外参作为全局非线性优化的初始值，利用优化算法得出最终精确的双目相机标定参数值。

2.根据权利要求1所述的一种双目相机非线性模型参数的标定方法，其特征在于，步骤3中，求解畸变模型的畸变参数包括如下步骤：

所述畸变模型为：

式中(x',y')是理想的无畸变的图像坐标值，(x,y)是相应的带畸变的图像坐标值，k₁,k₂为径向畸变参数，p₁,p₂为切向畸变参数，r是该点距成像中心的距离，r²＝x²+y²；

取图像轮廓沿共线相邻的四点P_i,i＝1,2,3,4，设这四点在图像上的含畸变坐标分别为P₁(x₁,y₁),P₂(x₂,y₂),P₃(x₃,y₃),P₄(x₄,y₄)；根据交比不变性可得：

式中CR为P₁,P₂,P₃,P₄四点交比，SR为简比，a为棋盘格中小方块的边长；

在图像轮廓上每条边都取连续4点的坐标数据参与运算，P_i,i＝1,2,...,16，将畸变模型代入式(2)立畸变参数求解方程组：

式中P_i表示各边上的连续4点，CR表示其交比；对(3)式进行求解，即可得到畸变参数k₁,k₂,p₁,p₂，对左右相机均进行此操作可估计出左右相机的畸变参数。

3.根据权利要求1所述的一种双目相机非线性模型参数的标定方法，其特征在于，步骤2中，利用OpenCV中的角点检测算法检测出所有图像中的内角点的亚像素坐标。

4.根据权利要求1所述的一种双目相机非线性模型参数的标定方法，其特征在于，步骤7中所述非线性全局优化目标函数为：

式中表示平面π^j上的N^j个内角点，为在第i个相机像平面上的像素坐标，表示重投影的像素坐标。

5.根据权利要求1所述的一种双目相机非线性模型参数的标定方法，其特征在于，步骤7中所述算法为Levenberg-Marquardt优化算法。