[发明专利]一种相机自动标定方法及光学动作捕捉系统

权利要求书

1.一种相机自动标定方法,用于对多个相机进行标定，其特征在于，所述相机自动标定方法包括以下步骤：

确定步骤：从多个所述相机中确定出待重新标定的相机；

处理步骤：根据空间中多个测试点的第一投影点集与所述待重新标定的相机拍摄到的多个所述测试点的第一采集点集，确定所述第一投影点集中的投影点和所述第一采集点集中的采集点之间点与点的匹配关系；所述第一投影点集是：第一空间坐标投影到所述待重新标定的相机时在相机坐标系中形成的二维点的集合，所述第一空间坐标是所述待重新标定的相机之外的其它相机采集多个所述测试点形成的；第一采集点集是所述待重新标定的相机拍摄多个所述测试点形成的二维点的集合；

计算步骤：根据所述点与点的匹配关系，计算所述第一投影点集中每个投影点与所述第一采集点集中相匹配的采集点之间的距离差；以及根据所述距离差得到所述待重新标定的相机的新标定参数；

更新步骤：用所述新标定参数对所述待重新标定的相机的当前标定参数进行更新。

2.如权利要求1所述的相机自动标定方法，其特征在于，所述确定步骤包括：

根据各个所述相机拍摄得到的图像计算各个所述测试点在空间坐标系中的第二空间坐标，根据每个所述相机的当前标定参数将所述第二空间坐标投影至每个所述相机，得到各个所述测试点在每个相机的相机坐标系中的第二投影点集；

获取第二采集点集，所述第二采集点集是：每个所述相机对拍摄得到的各个所述测试点的图像处理形成的二维点的集合；

对于每个相机，分别计算所述第二投影点集中每个投影点与所述第二采集点集中每个采集点之间的欧氏距离，确定所述第二投影点集中的投影点和所述第二采集点集中的采集点之间点与点的匹配关系；

在所述第二投影点集和所述第二采集点集中，若存在匹配关系的点与点的欧氏距离超出预设的阈值范围，则确定该相机为所述待重新标定的相机。

3.如权利要求1所述的相机自动标定方法，其特征在于，所述处理步骤包括：

获取步骤：获取空间中多个所述测试点的第一投影点集；以及获取所述待重新标定的相机采集到的多个所述测试点的第一采集点集；

匹配步骤：分别计算所述第一投影点集中每个投影点与所述第一采集点集中每个采集点之间的欧氏距离；对于每一投影点，按照将与该投影点对应的欧氏距离最小的采集点作为该投影点的匹配点的规则，确定所述第一投影点集中每个投影点与所述第一采集点集中每一采集点点与点之间的匹配关系。

4.根据权利要求3所述的相机自动标定方法，其特征在于，所述获取空间中多个所述测试点的第一投影点集，包括：

根据所述待重新标定的相机之外的其它相机拍摄得到的图像，计算各个所述测试点在所述空间坐标系中的所述第一空间坐标，根据所述待重新标定的相机的当前标定参数将所述第一空间坐标投影至所述待重新标定的相机的坐标系中，得到各个所述测试点在相机坐标系中形成的所述第一投影点集。

5.如权利要求1-4任一项所述的相机自动标定方法，其特征在于，所述更新步骤之后还包括迭代步骤，所述迭代步骤包括：

多次重复所述处理步骤至所述更新步骤以进行迭代处理，直至所述计算步骤中计算得到的新标定参数小于预设的第一阈值。

6.如权利要求5所述的相机自动标定方法，其特征在于，所述新标定参数包括旋转信息和/或位置信息，所述旋转信息、所述位置信息分别用于标定任意一相机相对于所述空间坐标系的旋转状态和偏移状态。

7.如权利要求6所述的相机自动标定方法，其特征在于，所述根据所述距离差得到所述待重新标定的相机的新标定参数，包括：

根据所述距离差进行逆投影得到所述旋转信息和所述位置信息；

通过所述旋转信息和所述位置信息得到所述待重新标定的相机的姿态数据，将所述姿态数据作为所述待重新标定的相机的新标定参数。