[发明专利]全息系统的双目摄像标定方法

权利要求书

1.一种全息系统的双目摄像标定方法，其特征在于，具体制作步骤为：

步骤1、标定模板获取；

步骤2、角点定位；

步骤3、角点亚像素提取；

步骤4、立体标定；

步骤5、图像校正。

2.根据权利要求1所述的一种全息系统的双目摄像标定方法，其特征在于，所述标定模板选用平面棋盘格，所述平面棋盘格由黑白相间的10*7个棋盘格组成，共有内角点9*6个。

3.根据权利要求1所述的一种全息系统的双目摄像标定方法，其特征在于，所述步骤2角点定位具体步骤如下：

步骤21、对于图像中的每一个像素点计算其方向导数，分别保存在I_x、I_y两个数组中；

步骤22、对图像中的每个像素点求取其自相关矩阵M；

步骤23、求解Harris角点定位算法的探测器R，下式中det(M)为自相关矩阵M的行列式值，trace(M)为M的迹；

R＝det(M)-k(trace(M))²

步骤24、通过已经得到的Harris探测器R的值，设定阈值(阈值的设定和曝光度、经验值相关，通常取探测器R的十分之一作为阈值)，灰度大于设定阈值的点即为图像角点；

步骤25、通常获取到的角点大部分相隔的很近，实际上只需要一个区域内的一个点作为最佳的角点位置，因此还要对角点进行筛选。将相隔较近的角点划分为一个区域，在该区域内认为探测器R值最大的角点为这个区域唯一的角点。

4.根据权利要求1所述的一种全息系统的双目摄像标定方法，其特征在于，所述步骤3角点亚像素提取步骤如下：

步骤31、根据角点亚像素提取原理，可表达成下式所示，式中▽I^T为点I的梯度，向量OI为角点O到点I的向量，θ为点乘的误差(无误差时应为0)：

步骤32、在以角点为中心的某一邻域内，对所有点按下式进行计算，并求误差和，记为S，误差和公式如下式所示：

步骤33、通过迭代算法求解角点O领域内误差和S最小的点，该点即为亚像素提取后的角点。

5.根据权利要求1所述的一种全息系统的双目摄像标定方法，其特征在于，所述步骤4立体标定步骤如下：

步骤41、利用CalibrateCamera函数对两台摄像机分别进行单目标定，将得到的内、外参数矩阵以及相关信息保存在计算机内存；

步骤42、利用双目摄像机立体标定函数StereoCalibrate进行摄像机立体标定，设置函数为二次标定，并传入Step1中的单目摄像机标定结果，修正单目标定参数矩阵并生成本征矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种全息系统的双目摄像标定方法，其特征在于，所述步骤4立体标定步骤如下：

具体步骤如下。

步骤51、图像获取，通过双目摄像机拍摄平面棋盘格标定模板图像，并保存到计算机硬盘中，此时获取的左、右视图图像都存在透镜畸变并且两幅图像没有几何关联；

步骤52、畸变校正，通过摄像机畸变系数对左、右视图图像进行畸变校正，畸变校正原理如下式，x_corrected、y_corrected分别代表图像像素坐标为(x,y)的像素点畸变校正后的像素点横坐标与纵坐标，

步骤53、立体校正，立体校正的目的是将两幅相对应的左、右视图图像进行几何上的关联，并转换成严格水平行对准的图像，利用双目摄像机立体标定步骤得到的内、外参数矩阵和本征矩阵，对步骤52中的无畸变图像进行重投影，使图像中的像素点按照投影矩阵落到对应的位置，保存成严格水平行对准的图像；

步骤54、图像裁剪，立体校正后的图像会出现扭曲、旋转的状态，图像四周会出现小范围的黑边，因此通常会对图像的有效区域做一次图像裁剪，将裁减后的有效图像重新保存。