[发明专利]一种摄像或照相装置的标定方法

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种摄像或照相装置的标定方法，可应用于摄像机或照相机所拍摄图像的几何校准、计算机立体视觉中的摄像机标定等。

背景技术

照相机或摄像机镜头是非理想的光学系统，受镜头自身的畸变参数影响，在通过照相机或摄像机拍摄图像时，不仅影响图像的视觉效果，有时会影响计算机立体视觉中的摄像机标定精度。

对于双目立体视觉传感系统而言，系统在装配完成后两摄像机镜头的光轴通常是不平行的（如图1所示的光轴102和光轴103），光轴不平行会使得成像平面偏移（如图1中实际成像平面107相对理想成像平面108的偏移），导致根据视差图像计算三维坐标的方法不可用（必需成像在理想成像平面上），因此，要对实际成像平面进行平行标定，即对成像系统参数进行标定。

目前，摄像机或照相机系统标定通常包括两类方法。一是基于光学仪器方法，通过专门的仪器由专业人员对镜头畸变参数进行标定，该种方法成本高，限制了应用的普及型；二是基于图像的方法对镜头畸变参数进行标定，该种方法不需要专门的仪器，只需要用摄像机或照相机拍摄标定靶标的几幅图像，通过计算即可以标定几何畸变。

采用现有的标定方法，存在如下缺陷：1）由于镜头调焦不准导致拖尾现象，从而影响像面上特征点中心提取错误，进而影响利用传统标定方法（例如张正友标定）不能实现很好标定的问题；2）标定过程比较久，需要多次移动标定位置，标定效率低；3）在离焦情况下无法对标定物进行三维距离测量等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供一种双目立体视觉传感系统的标定方法，解决了现有技术中由于调焦不准导致拖尾现象（从而影响了特征点中心的提取）及标定过程调焦需要多次移动标定位置，使得标定效率低的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种摄像或照相装置的标定方法，所述标定方法包括：

定距摆放标定靶标，将摄像或照相装置以预定距离放置于所述标定靶标正前方且使所述摄像或照相装置的一个摄像单元对准所述标定靶标上预先选定的标定点；

拍摄一次标定靶标图像，并根据标定靶标上选定的标定点在所述摄像或照相装置实际像面上找到与所述标定点匹配的点；

根据所述标定点的匹配点对的坐标，利用理想透镜成像模型、透镜畸变模型和平行校正模型进行迭代计算，得到摄像或照相装置的标定参数并存储。

以所述正对标定靶标的摄像单元所在平面建立世界坐标系，以所述摄像单元镜头的光心坐标作为世界坐标系的原点坐标，设定所述正对标定靶标的摄像单元的镜头光心正对的标定靶标的坐标点为标定靶标所在平面的原点坐标及标定靶标与所述正对标定靶标的摄像单元之间的距离，利用下述公式（1）将所述标定靶标上预先选定的标定点变换到无畸变理想成像平面，并对无畸变理想成像平面坐标进行归一化；

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