[发明专利]采用两个任意共面圆进行摄像机标定的方法

权利要求书

1.一种采用两个任意共面圆进行摄像机标定的方法，其特征在于包含如下具体步骤：

1)以两个任意的不共圆心的共面圆作为标定物；

2)用摄像机拍摄标定物，得到一幅具有两个椭圆影像的标定物图像，确保成像清晰且每个圆都没有超过三分之一的面积遮挡；

3)利用canny算子，分别检测出标定物图像上每一个椭圆影像的边界，从而得到两组由椭圆影像边界像素点构成的点集，分别利用这两组点集，拟合出两个椭圆影像的方程；

4)利用两个椭圆影像的方程，在复域内求解出它们的交点坐标，即得两组虚圆点的像点坐标i_n，j_n，n＝1，2，其中i₁和j₁，i₂和j₂为共轭对；

5)利用绝对二次曲线的投影方程和虚圆点的像点坐标求解出摄像机的焦距；

6)建立世界坐标系，原点在两个圆中的任一个圆心，Z轴与两个圆所在平面的法线方向平行；假定条件(0 0 1)·r₃≥0，(1 0 0)·r₁≥0；由虚圆点的像点坐标求出消影线的方程l_∞，再利用平面π法线方向的消影点、消影线和椭圆影像方程之间的约束关系Kr₃∝ω^*l_∞，确定利用关系式和Kr₁∝l×l_∞，得而r₂＝r₃×r₁，从而得到旋转矩阵R＝[r₁，r₂，r₃]；

其中s₁、s₂为符号+或^-；K为摄像机的内参数矩阵，ω^*＝KK^T为绝对二次曲线的对偶图像；t_n，n＝1，2为圆Q_n，n＝1，2的圆心在摄像机坐标系下的坐标，p_n，n＝1，2为圆Q_n，n＝1，2的圆心的像点在摄像机坐标系下的坐标，l＝p₁×p₂为图像的对称轴；

7)求解出世界坐标系的原点在摄像机坐标系下的坐标即为平移向量；至此，完成摄像机的标定。