[发明专利]摄影机定位修正标定方法及系统

权利要求书

1.一种摄影机定位修正标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.获取背景幕布上N个标记点A₁，...，A_N在世界坐标系下的坐标：A₁(x₁，y₁，z₁)，…，A_N(x_N，y_N，z_N)，其中第i个标记点在世界坐标系下的坐标为A_i(x_i，y_i，z_i)，i＝1～N；所述N个标记点至少包括3个不同线的标记点；所述标记点坐标为标记点的圆心位置并且所述标记点均位于摄影机采集的画面内；

S2.确定数值从小到大的对焦距离采样点FD₁，FD₂，…，FD_j，…，FD_J；其中j＝1～J，FD₁和FD_J分别是摄影机镜头的最小对焦距离和最大对焦距离；

若摄影机镜头为变焦镜头，则还需要确定数值从小到大的焦距采样点FL₁，FL₂，…，FL_k，…，FL_K；其中k＝1～K，FL₁和FL_K分别是镜头的最小焦距和最大焦距；

S3.若摄影机镜头为定焦镜头，获取每个对焦距离采样点FD_j对应的摄影机镜头内部参数和镜头畸变参数；

若摄影机镜头为变焦镜头，获取每个对焦距离采样点FD_j和每个焦距采样点FL_k对应的摄影机镜头内部参数和镜头畸变参数；

所述摄影机镜头内部参数和镜头畸变参数通过镜头标定过程获得；

S4.若摄影机镜头为定焦镜头，当对焦距离取第j个对焦距离采样点FD_j时，调整摄影机位置使得背景幕布上的标记点能够清晰成像；

若摄影机镜头为变焦镜头，当对焦距离取第j个对焦距离采样点FD_j且焦距在第k个采样点FL_k处时，调整摄影机位置使得背景幕布上的标记点能够清晰成像；

S5.获取当前状态下摄影机姿态外部跟踪设备给出的当前位置信息，包括为使世界坐标系经过平移后依次分别围绕其X轴、Y轴和Z轴旋转后与摄影机姿态外部跟踪设备自定义的坐标系重合的旋转欧拉角，以及摄影机姿态外部跟踪设备在世界坐标系下的位置坐标；

S6.利用S1获取的N个标记点的世界坐标、标记点在摄影机成像坐标系下的像点坐标和S3获取的摄影机镜头内部参数和镜头畸变参数，获取摄影机坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵以及摄影机透视中心在世界坐标系的平移向量，即摄影机在世界坐标系下的姿态信息；

S7.利用S5获取的当前状态下摄影机姿态外部跟踪设备给出的当前位置信息，和S6中求得的摄影机在世界坐标系下的姿态信息，求得摄影机修正标定信息和视场角；

S8.若摄影机镜头为定焦镜头：调整对焦距离，对每个对焦距离采样点FD_j执行步骤S4～S7，直到遍历所有对焦距离采样点，求出每个对焦距离采样点所对应的修正标定信息和视场角，建立对焦距离-修正标定信息-视场角的查找表LUT1；

若摄影机镜头为变焦镜头：调整对焦距离和焦距，对每个对焦距离采样点FD_j和每个焦距采样点FL_k执行步骤S4～S7，直到遍历所有对焦距离采样点和焦距采样点，求出每个对焦距离采样点和焦距采样点所对应的修正标定信息和视场角，建立对焦距离-焦距-修正标定信息-视场角的查找表LUT2；

S9.若摄影机镜头为定焦镜头：则根据所述查找表LUT1，通过对焦距离获取相应的修正标定信息与视场角；

若摄影机镜头为变焦镜头：则根据所述查找表LUT2，通过对焦距离和焦距获取相应的修正标定信息与视场角。