[发明专利]一种高精度的投影仪‑摄像机标定系统及标定方法

权利要求书

1.一种高精度的投影仪-摄像机标定系统，其特征在于，包括：

用于综合调度各模块之间工作的控制模块、用于产生投影用图案的图案生成模块、用于展示投影图像的标定板、用于将图案向标定板上投影的投影模块、用于向摄像机标定模块或图像处理模块输出图像数据的图像传感及校正模块、用于估计摄像机参数的摄像机标定模块、用于对标定区域图像处理的图像处理模块、用于对投影仪进行标定的投影仪标定模块；

所述图案生成模块、所述投影模块、所述图像传感及校正模块、所述摄像机标定模块、所述图像处理模块、所述投影仪标定模块分别与所述控制模块双向通信连接，所述摄像机标定模块与所述图像传感及校正模块双向通信连接，所述图案生成模块分别与所述投影模块和所述投影仪标定模块通信连接，所述图像传感及校正模块与所述图像处理模块通信连接，所述图像处理模块与所述投影仪标定模块通信连接；

所述控制模块控制所述摄像机标定模块按照相应的摄像机标定方法对图像传感及校正模块标定并存储相应摄像机内参数；

所述控制模块控制所述图案生成模块和所述投影模块轮流在所述标定板上投影特定的不同图案，所述控制模块控制所述摄像机标定模块所述摄像机内参数传递至所述图像传感及校正模块，所述图像传感及校正模块分别采集所述标定区域图像并利用摄像机内参数进行图像畸变校正后传送至所述图像处理模块，所述图像处理模块分别对图像差分、反相运算、滤波映射处理后得到角点信息，所述控制模块控制所述投影仪标定模块利用所述角点信息建立对应关系对投影仪标定得到投影仪内参数和投影仪与摄像机之间的外参数。

2.如权利要求1所述的投影仪-摄像机标定系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：

对图像进行差分及反相运算的图像运算模块、对图像滤波消除噪声的图像滤波模块、对图像进行角点提取得到角点坐标的角点提取模块、估计摄像机像平面和标定板平面间单应性矩阵的单应性矩阵模块、将角点坐标从摄像机像平面映射到标定板平面上的角点映射模块；

所述图像运算模块与所述图像滤波模块连接，所述图像滤波模块与所述角点提取模块连接，所述角点提取模块及所述单应性矩阵模块分别与所述角点映射模块连接，所述角点提取模块与所述单应性矩阵模块连接；所述角点提取模块与所述图像传感及校正模块连接，所述角点映射模块、所述角点提取模块分别与所述投影仪标定模块连接；

所述图像传感及校正模块采集并校正的标定区域图像传输至所述图像运算模块及所述角点提取模块；

所述角点提取模块对接收到图像角点提取得到摄像机像平面坐标系上打印棋盘图案的角点坐标；

所述单应性矩阵模块以摄像机像平面坐标系上打印棋盘图案的角点坐标作为输入，和标定板平面坐标系上打印棋盘图案的角点坐标建立对应关系，用最优化方法估计得摄像机像平面与标定板平面间的单应性矩阵并输出给所述角点映射模块；

所述图像运算模块对接收的图像差分运算、反相处理得到标定区域图像，输出至所述图像滤波模块；

所述图像滤波模块对图像滤波、消除噪声处理后传送至角点提取模块；

所述角点提取模块采用相应角点提取方法提取角点坐标并输出至所述投影仪标定模块；

所述角点映射模块以所述角点提取模块传输的摄像机像平面角点坐标及从所述单应性矩阵模块获取的单应性矩阵为输入，应用单应性关系将摄像机像平面角点坐标映射到标定板平面上，并输出至所述投影仪标定模块。