[发明专利]一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法

说明书

本发明提供了一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，包括如下步骤：S1、各个摄像机分别采集棋盘格标定图像；S2、用张氏标定法对各个摄像机内部参数进行标定；S3、采用点光源作为目标物在公共视野内移动，各个摄像机同步采集包含所述点光源的图像；S4、基于欧几里得分层求解进行迭代优化得到基于世界坐标下的多摄像机旋转矩阵与摄像机中心向量；S5、利用多摄像机旋转矩阵与摄像机中心向量反求摄像机外部参数；S6、完成多摄像机系统标定。该方法可解决现有多摄像机标定与校正方法复杂的技术问题，使用简单，能够快速准确地实现低重叠视野或狭窄空间的多摄像机之间的标定。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，更具体地说，涉及一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法。

背景技术

在摄影测量以及机器视觉应用中，常通过多摄像机组合摄影突破单个摄像机测量丢失一个维度信息的限制，从而完成三维重建、全景图拼接等工作。为实现多摄像机组合工作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，必须建立相机成像的几何模型，如何精确求解相机几何模型中的相机内外参数就是其中的关键技术。

文献“Zhang Z.Flexible camera calibration by viewing a plane fromunknown orientations[C]//Proceedings of the Seventh IEEE InternationalConference on Computer Vision.IEEE,2002.”中提出的一种利用平面棋盘格进行相机标定的实用方法。该方法介于摄影标定法和自标定法之间，标定过程仅需使用一个已知尺寸的棋盘格，从不同方向拍摄几组图片即可。可基于上述方法对多摄像机之间两两一组双目标定完成多摄像机的标定，但是该方法在处理狭窄空间下或者多个摄像机处于环绕式放置的相对位置下，其标定参数的准确度会急剧下降。

因此，现亟待设计出一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，以解决小型物体三维重建或多视图采集中，在狭小空间内围绕物体环绕布置摄像机的多摄像机系统的标定与校正问题。

发明内容

为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法；该方法可解决现有多摄像机标定与校正方法复杂的技术问题，使用简单，能够快速准确地实现低重叠视野或狭窄空间的多摄像机之间的标定。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种适用于狭小空间的环绕放置多摄像机系统标定方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、各个摄像机分别采集棋盘格标定图像；

S2、用张氏标定法对各个摄像机内部参数进行标定；

S3、采用点光源作为目标物在公共视野内移动，各个摄像机同步采集包含所述点光源的图像形成图像集；

S4、基于欧几里得分层求解进行迭代优化，得到基于世界坐标下的多摄像机旋转矩阵R_i与摄像机中心向量c_i；

S5、利用多摄像机旋转矩阵与摄像机中心向量反求摄像机外部参数；

S6、根据各个摄像机的内部参数和外部参数，完成多摄像机系统标定。

优选地，所述步骤S2，是指：

基于小孔成像摄像机模型，计算从图像坐标系到世界坐标系映射关系：