[发明专利]用于校准摄像机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校准摄像机的方法，并且具体地涉及一种用于校准能够摇摄-倾斜的摄像机系统以解决摄像机系统中的不对准的方法。

背景技术

将摄像头（例如能够摇摄和倾斜的摄像头）精确地移动到可访问摇摄倾斜位置范围中的一般位置通常是困难的。当摄像机要提供在可视界面中选择的经翻译或者经转换的选区的视图时，出现与精度相关的附加问题。

在具有摄像头的系统中，精度变得更为糟糕，其中摄像头通过未安装在摄像头上而是固定附接至摄像头的支承结构上的镜头（例如广角镜头）来获取图像。因此，在这些情况下，所述镜头及其所附接到的支承结构的安装的精度是重要的。除了安装所述镜头时与精度相关的问题之外，摄像机在被装运时可能不使镜头或者支承结构与摄像头安装在一起，在此情况下，必需在现场执行精确安装。因此，这些类型的系统经常在定位时呈现与精度相关的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提高在定位摄像机时的精度，用以获得所期望的图像视图。

该目的通过根据权利要求1所述的用于校准摄像机的方法、通过根据权利要求8所述的用于校准摄像机的方法、和通过根据权利要求10所述的用于变换位置的方法来实现。本发明的进一步实施例在从属权利要求中呈现。

具体地，根据本发明的一个方面，一种用于校准摄像机的方法，其中摄像机包括具有中心位置的图像传感器，所述方法包括：通过镜头捕获投射到图像传感器上的图像视图，所投射的图像视图具有中心；检测由图像传感器捕获的图像视图的至少一个图像视图边界；基于检测的边界确定在至少一个维度上与投射在图像传感器上的图像视图的中心相对应的投影中心位置；确定在所述投影中心位置和在至少一个维度上限定的与捕获所投射的图像视图的图像传感器的中心相对应的传感器中心位置之间的偏移；以及基于所述偏移使图像传感器相对于所述镜头移动，以实现在至少一个维度上在所述图像传感器的中心和所投射的图像视图的中心之间的大致零偏移。通过检测图像视图边界和根据该检测确定图像视图的中心，确定偏移的动作变得方便。而且，这使得能够捕获最大量的图像信息，原因在于其能够最大化地利用图像传感器。另外，通过将光轴和图像传感器的中心对准，摇摄倾斜定位将变得更为精确，尤其是在将显示视图中的像素位置转换为摇摄和倾斜角时更为如此。

在另一实施例中，该方法进一步包括：在移动传感器之后的时间点处，对投射到图像传感器上的图像视图执行附加的捕获；检测与后来捕获的投射到图像传感器上的图像视图相关的至少一个图像视图边界；基于后来检测的边界，确定在至少一个维度上与投射在图像传感器上的图像视图的中心相对应的更新后的投影中心位置；确定在所述更新后的投影中心位置和在至少一个维度上限定的与捕获所投射的图像视图的图像传感器的中心相对应的传感器中心位置之间的偏移；以及如果该偏移为零或者大致为零，则存储更新后的投影中心的位置，所述位置被限定为与至少一个维度相关，所述至少一个维度包括与用于确定更新后的投影中心位置和传感器中心位置之间的偏移的维度不同的维度。通过在图像传感器的初始移动之后由于图像传感器中心和图像视图传感器之间的偏移而再次检测图像视图中心，可以将图像视图高精度地对中到图像传感器上，和/或可以要求较不精确且较不高级的方法来计算图像传感器的移动，由此简化了过程。

根据另一实施例，图像视图通过产生圆形图像或者至少大致圆形的图像的广角镜头被投射到图像传感器上。

根据另一实施例，确定所投射的图像视图的中心的位置包括：计算限定圆的、可能表示与所投射的图像视图相关的至少一个检测的边缘的参数。

在又一个实施例中，计算限定圆的、可能表示与所投射的图像视图相关的至少一个检测边缘的参数是基于霍夫变换。

在一个实施例中，摄像机包括能够摇摄和倾斜的摄像头，该摄像头包括图像传感器，其中图像视图通过相对于摄像机的底座被固定布置的镜头投射到图像传感器上，并且其中所述图像传感器的移动包括摄像头的移动。从而能够实现摄像机，具体地为摄像头的相对简单设计，因为可以通过使用摄像机的摇摄倾斜功能移动整个摄像头来完成传感器移动。

在另一实施例中，摄像头的移动被执行为摇摄和/或倾斜移动，所述摇摄和/或倾斜移动根据所投射的图像视图的中心和捕获所投射的图像视图的图像传感器的中心之间的偏移计算出。