[发明专利]基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置及方法，基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置由可见光相机标定面和红外相机标定面组成；基于统计学特征的三目视觉系统的标定方法，由一目红外和双目可见光的三目视觉系统从多角度同时拍摄多组图像序列；首先对双目可见光相机进行标定；然后利用灰度统计特性提取红外图像中的类圆连通区域；根据统计学特征拟合类圆连通区域的中心点；并以红外中心点代替右目图像棋盘角点，与左目可见光图像进行二次“双目标定”；最后利用几何关系传导完成三目视觉系统的协同标定；本发明实现了三目视觉系统的精确标定，操作方便，实用价值高。

技术领域

本发明属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置及方法。

背景技术

摄像机的标定技术是视觉测量领域的一项重要技术，目的是通过摄像机拍摄的单幅或多幅图像确定摄像机的参数模型，进而获得摄像机的内外参数，在机器人导航、三维重建、生物医疗、虚拟现实、视觉监控等领域均有广泛的应用前景。随着对热红外成像技术研究的深入，人们更期望能将可见光图像和红外图像融合在一起，而普通的双目系统已经满足不了当下的研究需求，尤其是军事作战、电子产品检测、资源探测等方面，传统的标定装置往往也无法较准确地提取红外图像，标定过程中对红外图像角点的提取也存在偏差，如何清晰准确地提取红外图像的角点是现阶段亟需解决的问题之一。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置及方法，实现可见光和红外三目视觉系统的联合标定，解决红外标定不准确的技术问题。

本发明采用如下技术方案，一种基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置，包括正反两面，正面为可见光标定面，反面为红外标定面，可见光标点面为黑白棋盘格标定板，红外标定面包括圆形电热膜、电源和导线，圆形电热膜为红外相机的标定识别图案，以可见光标定面的黑白棋盘格内角点为圆心确定圆形电热膜的位置，通过导线串联圆形电热膜。

基于统计学特征的三目视觉系统的标定方法，包括以下步骤：

1)使用一目红外相机和双目可见光相机组成的三目视觉系统同时对基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置拍摄不同角度的n组三目图像序列，三目图像序列包括可见光图像序列的“左目-右目”双目可见光图像对和红外图像序列；

2)提取所述可见光图像序列的“左目-右目”双目可见光图像对，对双目可见光相机进行标定；

3)提取红外图像序列，利用灰度化统计特征得到红外图像序列的类圆连通区域；

4)基于统计学特征拟合类圆连通区域的中心点；

5)提取左目可见光图像和红外图像序列组成新的双目图像对，即“左目-红外”图像对，以拟合的类圆连通区域中心代替右目可见光图像内角点，与左目可见光图像进行“双目标定”；

6)根据“左目-右目”标定以及“左目-红外”标定结果，通过几何传导关系，完成“左目-红外-右目”三目视觉系统的协同标定。

发明所达到的有益效果：本发明是一种基于统计学特征的三目视觉系统的标定装置及方法，实现可见光和红外三目视觉系统的联合标定，解决红外标定不准确的技术问题；提出了一种同时适用于可见光成像与红外成像原理的新型三目标定装置；红外类圆连通区域中心点的拟合算法效果好、精确度高，保证了红外与可见光图像的位置关系求解的准确性；完成了一目红外、双目可见光的三目视觉系统的精确标定，装置简单，操作容易。

附图说明

图1为标定装置结构示意图；

图2为标定方法流程图；

图3为中心点提取算法示意图；

图4为特征维灰度分布示意图；

图5为不同方向的[a,b]数组取值示意图；