[发明专利]一种摄像机成像误差标定方法与矫正方法

摘要

本发明公开一种摄像机成像误差标定与矫正方法，通过引入二次标定模型，解决了目前普遍使用的最小二乘法标定所造成的矫正精度不高，无法对相机安装误差进行矫正等问题，能够高精度地同时矫正畸变和透视变形，实现了标定板特征点的矫正坐标与理想坐标完全重合，并通过插值算法将特征点的校正参数引入到非特征点中，实现了整个图像的高精度矫正。并且，传统的标定方法需对多张标定板的图像进行处理，本发明只需对一张标定板的图像进行处理，简化了标定的过程，极大地降低了标定工作的时间与复杂度。

主权项

1.一种摄像机成像误差标定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：将标定板放在待测平面上，用摄像机拍摄标定板，将拍摄的原始图像发送至成像处理设备；/n步骤2：成像处理设备读取所述原始图像，判断是否存在标定板，寻找并记录标定板的特征点像素坐标Pg；/n步骤3：设摄像机成像光心为P，其像素坐标为(Px,Py)，光心P的初始值设为图像中心，用最靠近光心的4个特征点计算出摄像机每个像素的实际大小dx、dy以及标定板的旋转角度-θ；/n步骤4：计算出dx、dy、-θ之后，根据光心坐标P以及标定板特征点的实际长度lx,ly，建立标定板特征点的理想坐标Pn，同时，根据多参数畸变模型联立理想坐标Pn-像素坐标Pg之间的N组方程，N指标定板特征点的个数，要求N大于畸变模型参数的个数，可求得相机畸变多参数模型的最小二乘解X；/n步骤5：由于步骤4求得的最小二乘解是基于光心坐标求得，但光心坐标未知，通过优化算法求得光心坐标的准确值；/n步骤6：通过优化算法求得光心坐标P的准确值之后，再根据步骤4求出标定板特征点的理想坐标Pn与畸变模型参数的最小二乘解X；/n步骤7：通过步骤6求得的仍然是最小二乘解，意味着每个特征点的矫正坐标与理想坐标并不能完全重合，只是在求解空间里距离差最小的优化解，因此通过二次标定实现标定板特征点矫正坐标与理想坐标完全重合，算法流程如下：/n7.1：将原始图像中的特征点实际像素坐标Pg代入步骤6中的多参数畸变模型中进行矫正，获得一次矫正坐标Pc；/n7.2：建立2参数误差模型，联立理想坐标Pn与一次矫正坐标Pc解得2参数误差模型的N组解析解；/n7.3：通过插值算法计算得到特征点之间的普通点的二次矫正参数。/n