[发明专利]一种基于镜像的反向相机标定系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于镜像的反向相机标定系统和方法，其中该反向相机标定系统包括标定板、平面镜、第一相机、第二相机和计算机，其中所述计算机分别连接所述第一相机和所述第二相机，所述第一相机和所述第二相机的拍摄方向相反，所述标定板设置在所述第一相机的拍摄范围内，所述平面镜设置在所述第二相机的拍摄范围内，且所述标定板在所述平面镜中的像也在所述第二相机的拍摄范围内。本发明提出的基于镜像的反向相机标定系统和方法，适用于拍摄视野无共同部分的两台相机的标定，且操作简单。

技术领域

本发明涉及相机标定领域，尤其涉及一种基于镜像的反向相机标定系统。

背景技术

在机器视觉领域，想要得到真实空间物体某点的三维坐标(单位为米)和其在照片上的二维像素坐标(单位为像素)的对应关系，必须建立相机成像的几何模型，此几何模型称为相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程即称为相机标定(Cameracalibration)。

相机参数分别内参和外参，内参是相机内部的参数，在相机出厂之后是固定的，不会在使用过程中发生变化；它描述的是一点的相机坐标到像素坐标的转换关系。相机内参的标定方法很多也很成熟，例如可以采用张正友标定法对相机内参进行标定。相机外参是描述一点的世界坐标到相机坐标的转换，它会随世界坐标选取的不同而发生变化；在张正友标定法中，以标定板的位置为世界坐标系，因此它会随着标定板位姿的变化而变化。而两个相机的标定除了想知道相机的内参和外参之外，最重要的是想知道两个相机之间的位姿关系；因此两台相机的外参应是对同一世界坐标系，这样它们的外参才能通过世界坐标系关联起来。

现有的两个摄像机的标定方法中，多数是对两个朝向相同的相机进行标定；方法是让两个相机同时对一个标定板进行拍摄，通过Matlab中的标定工具箱或OpenCV中标定程序(均采用张正友标定法)对两台相机的内外参进行标定，可得到两个相机对同一世界坐标系的外参，之后对相机的外参进行转换即可得出两台相机间的位置关系。然而在实际工程应用中，有很多特殊的情况。针对两个朝向反向的相机，标定它们的位置关系是不易的，因为它们无法同时拍到同一标定板；一般的标定方法是在这两个相机前分别放置一个标定板，每台相机对于各自的标定板标定外参，然后再标定两张标定板之间的位置关系；这样做操作复杂，尤其两张标定板之间的位置关系不易标定。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于镜像的反向相机标定系统和方法，适用于拍摄视野无共同部分的两台相机的标定，且操作简单。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种基于镜像的反向相机标定系统，包括标定板、平面镜、第一相机、第二相机和计算机，其中所述计算机分别连接所述第一相机和所述第二相机，所述第一相机和所述第二相机的拍摄方向相反，所述标定板设置在所述第一相机的拍摄范围内，所述平面镜设置在所述第二相机的拍摄范围内，且所述标定板在所述平面镜中的像也在所述第二相机的拍摄范围内。

优选地，所述标定板可移动地设置在所述第一相机的拍摄范围内，所述平面镜可调整角度地设置在所述第二相机的拍摄范围内。

本发明还公开了一种基于镜像的反向相机标定方法，包括以下步骤：

S1：搭建如权利要求1或2所述的反向相机标定系统；

S2：调整所述标定板的位置以标定所述第一相机的内参；

S3：固定所述标定板的位置以使得所述第一相机能够拍摄到完整的所述标定板且所述第二相机能够拍摄所述标定板在所述平面镜中完整的像；