[发明专利]一种双目相机的标定方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种双目相机的标定方法、系统及存储介质，该方法包括：提取标定板原图像的特征点坐标；将特征点坐标带入相机成像非线性模型，并将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，根据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；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；本发明参数优化过程中建立基于相机之间固定位姿关系的优化函数，引入遗传算法求解该优化函数的极值，简化了优化模型，可以获得高精度的标定结果。

技术领域

本发明涉及相机标定技术领域，具体一种双目相机的标定方法、系统及存储介质。

背景技术

由于相机成像平面与标定板平面在空间上存在一定的角度，导致采集到的标定板图像上的圆形图案发生变形，使投影图案中心发生偏离，影响了提取圆形图案圆心坐标的精度。同时，优化函数选取不佳，也容易造成局部最优解，影响标定精度。

目前许多研究工作致力于双目立体相机的标定问题，如李旭等使用棱镜和两个反射镜的校准技术(X.Li,C.Kwan,and B.Li,Stereo imaging with uncalibrated camerain Advanced in Visual Computing(Springer,2006),pp.112–121)用于解决双目望远镜复杂的定标问题用于三维数字图像相关(3D-DIC)测量的立体视觉；Lim等通过一种改进的张氏标定方法(J.Lim,N.Barnes,and H.Li,“Estimating relative camera motion fromthe antipodal-epipolar constraint,”IEEE Trans.Pattern Anal.Mach.Intell.32,1907–1914(2010) )首先对内部参数进行标定，然后对约束条件下的双目摄像机通过重复使用基本矩阵提高精度。Zappa等通过提出更适合快速标定的畸变误差补偿模型，为位移补偿系统提供快速的误差补偿手段(E.Zappa and R.Liu,“A novel compensation methodfor system aticeffect in displacement measurement based on vision systems,”Meas.Sci.Technol.28, 064003(2017))。

Zhang提出了针对双目相机的三步标定法(ZHANG Hui,ZHANG Li-yan,Wei Hu,Three-step Calibration for Binocular Stereo System[J].China MechanicalEngineering,2009, 20(16):1899-1903.)，可以获取较高精度的结果；侯俊捷等(《侯俊捷，魏新国，孙军华.基于同心圆合成图像匹配的双目视觉标定「J〕.光学学报，2012,32(3):148-153.))) 提出构造图像平面上的合成图像与观测图像的相似度匹配，该方法可以获得较高的标定精度，但参数优化时容易陷入局部最优；张铖伟等人通过遗传算法(张铖伟，王彪，徐贵力.摄像机标定方法研究.计算机技术与发展，2010,20(11):174-179)，对相机的内外参数进行优化，但由于无法获取较好的初值，导致标定结果误差较大。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种双目相机标定方法，该方法可以解决现有技术中标定结果误差较大的问题，本发明还提供一种双目相机标定系统。

技术方案：本发明提供一种双目相机的标定方法，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；