[发明专利]基于三维激光点云的全景相机标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，尤其涉及一种基于三维激光点云的全景相机标定方法。

背景技术

相机标定时摄影测量、视觉检测、计算机视觉定领域的重点研究课题之一，在测绘、工业控制、导航、军事等领域得到了极大的应用。相机标定为视觉图像的两维信息与实际三维物体世界提供了对应、转换的定量关系。

随着信息科技的飞速发展，全景影像作为一种新兴技术，在近些年来得到了广泛应用，Google、Soso、Here、BaiDu等大型网络地图陆续推出了街景地图，为人们的出行和相关行业的应用提供了极大的便利。目前使用最广泛的全景拼接方法是使用全景相机拍摄360°的空间影像，然后投影到全景模型上，生成全景影像，其中最关键的就是全景相机中各子相机内参数与外参数的准确与否，直接关系到全景影像质量的高低。

传统的相机拼接方法，需要建立标定场，测量控制点坐标，方法比较繁琐，而且一次只能标定一个相机，无法满足一次性对组成全景相机的多个子相机进行标定。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供一种基于三维激光点云的全景相机标定方法，包括：

获取地物稳定的场景中所述地物的三维激光点云；

在所述场景中通过全景相机获取组成所述全景相机的各子相机的单张标定影像；

根据所述三维激光点云获取所需控制点的坐标；

根据所述控制点与所述单张标定影像的映射关系，在所述各单张标定影像中获取与所述控制点对应的像点坐标；

根据所述控制点的坐标及所述像点坐标，通过张正友标定法解算所述全景相机中各个子相机的内参数及外参数。

本发明提供的上述方案，不需要建立标定场，通过三维激光扫描仪获取三维激光点云，并根据场景的三维激光点云，确定所需控制点坐标，并根据控制点与单张标定影像的映射关系，在各单张标定影像中获取与控制点对应的像点坐标，通过对控制点的坐标及像点坐标的求解，即可得出全景相机中各个子相机的内参数及外参数。操作便捷、快速、精度高。

具体实施方式

本发明提供一种基于三维激光点云的全景相机标定方法，包括：

获取地物稳定的场景中所述地物的三维激光点云；

选择一处地物稳定的场景，一般可以选择周围全有高楼的场景，在该场景中架设三维激光扫描仪，对场景进行扫描，以获取场景中地物的三维激光点云。本文所指的地物稳定的场景可以理解为场景内的物体均处于静止状态。

在所述场景中通过全景相机获取组成所述全景相机的各子相机的单张标定影像；

在架设三维激光扫描仪的同一场景中，通过全景相机获取组成所述全景相机的各子相机的单张标定影像。全景相机的设置位置可以与三维激光扫描仪相同，也可以不同。作为一种优选方式，全景相机的设置位置尽量的靠近场景的中心位置。这样可以保证标定的精度。在场景中，三维激光扫描仪的架设位置是不限的，但最好不过于靠近场景中的一侧。

根据所述三维激光点云获取所需控制点的坐标；

三维激光点云是激光照射物体表面时，所反射的激光会携带方位、距离、三维坐标等信息。三维激光点云中的各点均与物体表面存在一一对应的映射关系。在场景中选取多个控制点，控制点可以是物体表面的点。根据三维激光点云与场景的映射关系便可得到控制点的坐标。三维激光扫描仪的扫描精度可以达到±1mm，此精度高于全站仪的精度，通过三维激光扫描仪来最终获取控制点坐标，避免了采用全站仪打点的繁琐操作，且精度高。

根据所述控制点与所述单张标定影像的映射关系，在所述各单张标定影像中获取与所述控制点对应的像点坐标；

所选取的每个控制点在对应的单张标定影像中均有相应的像点与之一一对应。通过这种一一对应的关系，来确定控制点映射到相应单张标定影像内的像点的像点坐标。

根据所述控制点坐标及所述像点坐标，通过张正友标定法解算所述全景相机中各个子相机的内参数及外参数。其中，张正友标定法是本领域的公知技术，这里不对其具体算法进行赘述。