[发明专利]一种单线阵相机内外参数标定方法

说明书

一种单线阵相机内外参数标定方法，包括如下步骤：S1、根据单线阵相机成像模型得到单线阵相机的理论内参数矩阵、理论外参数矩阵和理论单应性矩阵，其中理论外参数矩阵包括理论旋转参数矩阵；S2、根据单线阵相机成像模型得到理论单应性矩阵与理论内参数矩阵的关系；S3、基于理论旋转参数矩阵确定理论内参数矩阵与理论单应性矩阵的约束关系；S4、利用标定板上目标点的坐标到成像点的坐标求出多个目标点到成像点之间的实际单应性矩阵；S5、根据实际单应性矩阵求解实际内参数矩阵；S6、根据实际内参数矩阵求解实际外参数矩阵。本发明提供一种单线阵相机内外参数标定方法，简化了标定流程，能够提高标定效率。

技术领域

本发明涉及相机标定技术领域，具体的说是一种单线阵相机内外参数标定方法。

背景技术

摄像机的标定是确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系。摄像机标定是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性将直接影响摄像机工作产生结果的准确性。因此，提高摄像机标定精度是摄像机标定的重点。

由于单线阵相机每次成像只能成像一行，单线阵成像模型不同于传统的面阵相机成像模型，导致适用于面阵相机的内外参数计算方法不适用于单线阵相机。现有的单线阵相机内外参数约束方程较复杂，需要求取标定物特征点映射到相机成像点的多个不同单应性矩阵H才能求取约束方程中的多个未知参数。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种单线阵相机内外参数标定方法，简化了标定流程，能够提高标定效率。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种单线阵相机内外参数标定方法，包括如下步骤：

S1、根据单线阵相机成像模型得到单线阵相机的理论内参数矩阵、理论外参数矩阵和理论单应性矩阵，其中理论外参数矩阵包括理论旋转参数矩阵；

S2、根据单线阵相机成像模型得到理论单应性矩阵与理论内参数矩阵的关系；

S3、基于理论旋转参数矩阵确定理论内参数矩阵与理论单应性矩阵的约束关系；

S4、利用标定板上目标点的坐标到成像点的坐标求出多个目标点到成像点之间的实际单应性矩阵；

S5、根据实际单应性矩阵求解实际内参数矩阵；

S6、根据实际内参数矩阵求解实际外参数矩阵。

作为一种优选方案，S1的具体方法为：

S1.1、确定单线阵相机成像模型

其中，{r_ij,1≤i≤3,1≤j≤3}是旋转向量矩阵，X,Y,Z是标定点在世界坐标系中的坐标，f是焦距，t是平移向量，c是图像中心坐标，y是成像坐标系中的坐标；

S1.2、基于成像模型得到包含内外参数的扩充成像模型

m＝[0 y 1]^T；

M＝[X Y Z 1]^T；

s为任意实数；

S1.3、基于线阵相机x轴坐标成像坐标为零的特性，对扩充成像模型进行转化，得到

S1.4、提取理论单应性矩阵

S1.5、提取理论内参数矩阵A和理论外参数矩阵[r₁ r₂ r₃ t]：