[发明专利]一种变倍相机光心标定方法

权利要求书

1.一种变倍相机光心标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取标定板图像序列，标定板图像中具有2X2黑白交替方形窗格图案，2X2黑白交替方形窗格图案是指，一个方形区域被相互垂直的两条直线分割成四个区域，处于对角线上的两个区域的颜色为白色/黑色，另两个区域的颜色为黑色/白色；

(2)顶点坐标定位：利用矩形检测算法获取标定板图像中的黑白交替方形窗格图案的多组顶点坐标；

(3)直线拟合：对步骤(2)中获取的多组顶点坐标中的每一组顶点坐标进行最小二乘直线拟合，得到多组拟合直线；

(4)直线求交：对步骤(3)中的多组拟合直线进行两两求交点，得到多组交点坐标；

(5)计算光心坐标：对步骤(4)中的多组交点坐标计算平均值，并以此平均值作为变倍相机的光心图像坐标点；

顶点坐标定位具体包括：

(2.1)检测区域设定：对标定板图像设置待检测区域；

(2.2)直线段边缘逼近：对待检测区域进行Canny算子边缘检测，进而对每一条边缘进行直线段逼近，得到一系列边缘直线段l；

(2.3)水平竖直边缘段过滤：计算边缘直线段l的水平方向梯度dx和垂直方向梯度dy，表示为(dx,dy)＝p_e-p_s，其中，p_s、p_e为边缘直线l的首、末端点，如果边缘直线段l满足|dx|≤δ_x且|dy|≤δ_y，则保留该边缘直线段，否则将该边缘直线段滤除，得到一系列水平方向上的边缘直线段l_u与及竖直方向上的边缘直线段l_v；

(2.4)黑白交替方形窗格定位：首先对水平方向上的边缘直线段l_u与竖直方向上的边缘直线段l_v进行直角边组合，直角边组合的条件是：水平方向上的边缘直线段l_u与竖直方向上的边缘直线段l_v在一定距离范围之内，即||l_u-l_v||≤δ_l，其中直线段距离定义为两直线段首末端点的最短距离，δ_l为设定阈值；其次对包含共有边缘的直角边进行组合，直角边组合的直角结果是一个完整的方形；最后对所有完整的方形进行共顶点检测，即方形顶点之间的最短距离小于阈值δ_r，最终得到的黑白交替方形窗格图案顶点坐标。

2.如权利要求1所述的变倍相机光心标定方法，其特征在于，获取标定板图像序列具体为，利用变倍相机抓取不同倍率下的标定板图像，得到标定板图像序列，标定板上设置有黑白交替方形窗格图案。

3.如权利要求1所述的变倍相机光心标定方法，其特征在于，检测区域设定具体为，设置标定板图像序列的其中一张标定板图像的待检测区域，并记录该标定板图像对应的倍率参数，其余标定板图像的待检测区域通过该标定板图像的倍率参数与所述其中一张标定板图像的倍率参数的比例关系转换得到。

4.如权利要求1所述的变倍相机光心标定方法，其特征在于：δ_x＝δ_y＝6.0，δ_l＝5.0，δ_r＝3.0。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的变倍相机光心标定方法，其特征在于，2X2黑白交替方形窗格图案设置在白色背景中，即，在白色背景中仅看到黑色方形窗格。

6.如权利要求5所述的变倍相机光心标定方法，其特征在于，所述步骤(2)中，顶点坐标定位是指，利用矩形检测算法获取标定板图像中的黑白交替方形窗格图案的黑色方形窗格的顶点坐标。