[发明专利]一种双目相机的标定方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种双目相机的标定方法，其特征在于，包括：

(1)获取标定板原图像，并提取所述标定板原图像的特征点坐标；

(2)将特征点坐标带入相机成像非线性模型，并将所述相机成像非线性模型引入到张氏标定法中，得到双目相机的参数，完成双目相机的初次标定，其中参数包括内部参数和外部参数；

(3)根据所述双目相机的外部参数构建真实正视图像，并利用数字图像相关法计算修正后的真实正视图的控制点坐标，将所述控制点坐标的修正值反投影到标定板原图像中，获取原图像中控制点坐标的修正值；

(4)利用修正后的原图像中控制点的坐标与已知的控制点对应的世界坐标，对双目相机再次标定，再次得到双目相机的参数；

(5)根据双目相机的参数计算遗传算法的适应度函数，利用遗传算法对双目相机参数进行全局优化。

2.根据权利要求1所述的双目相机的标定方法，其特征在于，步骤(1)中，所述提取标定板原图像的特征点坐标，包括以下步骤：

(11)标定板平稳放置在平面上，将双目相机之间的位置固定，采集一对标定板图像；其中，标定板上设置有若干大圆与小圆图案；

(12)在水平面内旋转标定板90度，保持相机之间的位置不变，调整双目相机与标定板之间的相对位置，再采集一对标定板图像；

(13)循环调整标定板与双目相机的位置并采集若干组标定板原图像；

(14)将所述标定板原图像转换成二值图像；

(15)使用canny边缘检测函数提取所述二值图像的边缘特征；

(16)采用椭圆拟合法获取每个圆的圆心坐标作为标定所需的特征点坐标。

3.根据权利要求2所述的双目相机的标定方法，其特征在于，步骤(2)中，所述将特征点坐标带入相机成像非线性模型，首先实现特征点坐标与世界坐标的匹配，包括：根据所提取的圆形图案的周长确定大圆的位置，再通过大圆之间的相对坐标关系以编码的形式确定所有圆形图案的位置，并将真实标定板圆形图案的圆心世界坐标以相同的形式进行编码，编码之间进行匹配。

4.根据权利要求1所述的双目相机的标定方法，其特征在于，步骤(3)具体包括：

(31)将标定板图像去畸变，根据左右相机各自的透视矩阵，将去畸变后的图像通过透视变换生成真实正视图像；

(32)建立标准正视图与真实正视图之间的像素点位移表达式；

(33)对真实正视图中的非像素位进行亚像素双三次插值计算；

(34)按照从左到右，自上而下的顺序依次设置像素变形子区，再带入相关性函数，计算子区的相关性函数值；

(35)最小化根据上述步骤得到的相关函数，然后求解其一阶偏导，构造Hessian矩阵，通过循环迭代的方法得到全局形变系数；

(36)将全局形变系数带入所述位移表达式，得到修正后的真实正视图中控制点坐标，即

其中，等式坐标是修正后的控制点坐标，右边u_x,u_y,v_x,v_y u_xx,u_xy,u_yy,v_xx,v_xy,v_yy是全局形变系数，是步骤(35)得到的系数，(x_i,y_i)是修正前的坐标。

5.根据权利要求1所述的双目相机的标定方法，其特征在于，步骤(5)中，所述适应度函数表示为：

其中，φ1,φ2是中间变量，m、n分别表示标定板图像数量与每张图像上检测到的特征点数量，u_ij、v_ij表示实际检测到的坐标；u′_ij、v′_ij表示根据相机成像非线性模型计算出的像素坐标，即修正后的控制点坐标。