[发明专利]一种标定相机的方法及其系统

权利要求书

1.一种标定相机的系统，其特征在于，该系统包括：

一个能量源以及一台待标定的相机，且能量源及相机中的至少一个要被安装在机械操作机构上，使其能相对于另一个移动；

一个与能量源、机械操作机构以及相机相连的处理器，处理器经编程用于：

控制机械操作机构，将能量源和相机中的至少一个相对另一个进行移动，并使其通过诸多位于校准目标路线上的离散点；

在每个离散点上，控制相机拍摄一幅数字图像；

对每幅图像执行镜头畸变描述；

确定连接在所述相机上的任何镜头的焦距；且

为每幅图像确定一个外部相机位置；

确定图像中哪些相邻像素区域的强度高于选定的临界值；

生成一个列表，列出这些区域以及属于每个区域像素的像素坐标及强度；

将具有太少或太多成分像素的区域从表单中去除，成分像素的多少由相机、镜头和能量源的特性决定；

将所有不符合形状标准的区域从表单中去除，所述的形状标准是对称性；且所述对称性的测试方法是：在区域中找到一个横截面，所述横截面所遇到的第一个像素到它所遇到的最后一个像素的距离最长，并将这个距离与用最长轴垂线获得的距离进行比较；

确定最大剩余区域的中心，通过对区域像素进行椭圆拟合并使用椭圆中心的方法或通过计算区域内像素的重心的方法来确定中心。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器通过如下方法进行镜头畸变描述：

选择一个畸变校正模型，并为该模型确定参数的初估值以便校正观察到的畸变；

选择一种直线度度量标准，用来测量和量化点与样本直线的共线程度；且

使用直线度度量标准，并对经过初估的参数进行数值改善，直到图像中畸变的直线得到校正。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器通过如下方法确定焦距：

选择一个初始焦距；

使用算法，并结合初始焦距、实像素尺寸、在顺次每个点上能量源的无畸变图像坐标，以及顺次每个点上机械操作机构的准确位置，计算出相机相对于每个离散点的位置；

判定相机位置的聚集紧密程度；且

对初始焦距进行数值改善，直到确定的离散点最大程度地聚集在一起。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的处理器通过如下方法确定外部相机位置：

创建一丛基于几何的向量；

创建一丛基于图片处理的向量；

选择一种度量标准来测量两丛向量的相似度；且

对相机相对于能量源的估计位置进行改善，使两丛向量的相似度最大化。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器控制着机械操作机构使其移动，这使得一系列的点被分成几组，每组包含至少3个在同一平面的点和至少1个位于由其他点构成的平面外的点。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述点的精确相对位移可通过处理器利用机械操作机构的位置反馈获知。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，每一组所述点都是通过对未经变换的标准组的点进行不同的6自由度平移和旋转偏移而得到的，从而产生一组具有相同相对位置的新的离散点。