[发明专利]一种基于摄像头内参估算的快速自标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于摄像头内参估算的快速自标定方法。

技术背景

三维重建是指根据单视图或者多视图的图像重建三维信息的过程，其方法是先对摄像机进行标定，即计算出摄像机的图象坐标系与世界坐标系的关系，然后利用多个二维图象中的信息重建出三维信息。

摄像头标定通常分为两类：一类是基于测定已知长度的，如OpenCV中自带的基于标定板的摄像头标定方法；另一类是不需要已知长度的摄像头自标定，通常包括：基于主动视觉，基于Kruppa方程和分层重建的方法。但这几种方法的计算过程复杂，也都存在一定误差。其中较为简单的方法为基于主动视觉的方法。

目前基于主动视觉的摄像机内参数自标定方法可分为两类：第一类方法是通过摄像机在三维空间内作两组平移运动，来求解摄像机内参数；第二类是通过摄像机旋转，求解摄像机内参数的方法。后者在实际应用中存在严重不足，由于它要求摄像机只绕光源中心旋转，不能有任何平移，而在工程实践中摄像机光源中心难以测定，其旋转也难以保证无任何平移，因此难以实用。

综合上述，目前急需提出一个对摄像头自标定问题更加有效的解决方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种准确率高、快速的摄像头自标定方法。

为实现上述发明方法，包括以下步骤：

S1用摄像头对同一场景，以摄像机固定点为中心，绕z轴旋转一定偏角前后，获取两张图片；

S2根据图片的摘要，获得图片的宽度width和高度height，以及相机的焦距f，和设备分辨率DPI，通过公式(1)-(4)计算出摄像头的内部参数，

f_u＝DPI*f/25.4    (1)

f_v＝DPI*f/25.4    (2)

u₀＝width/2       (3)

v₀＝height/2      (4)

其中f_u和f_v分别是图像水平和垂直方向的缩放比例，主点(u₀，v₀)是光轴与图像平面的交点；

S3对获取的两张图片使用meanshift算法，找到若干对两张图片中对应的匹配点坐标；

S4根据单摄像机模型，通过公式(2)计算出摄像头的外部参数，