[发明专利]一种相机标定板、相机标定方法及装置

说明书

本发明公开了一种相机标定板、相机标定方法及装置，属于摄像测量与计算机视觉领域。本发明的标定板包括相机标定板上设置的45个圆形标志点，45圆形标志点构成一个四边形的四条外轮廓线和两条对角线，四条外轮廓线和两条对角线上均包含9个等距的中心对称的标志点。本发明的相机标定方法包括：将标定图案置于平面物体上，从多个角度拍摄标定图案，且拍摄时使45个圆形标志点都处于成像范围内；全自动提取标定图案中各个圆形标志点所在的位置；确定各个圆形标志点的顺序编号；得到各个圆形标志点的像点坐标和编号后，使用相机标定方法对相机进行标定。本发明能够更加简单的实现相机标定中建立像方坐标和物方坐标的一一对应关系。

技术领域

本发明属于摄像测量与计算机视觉领域，具体涉及一种相机标定板、相机标定方法及装置。

背景技术

在摄影测量与计算机视觉领域，通过相机对感兴趣的目标进行拍摄，然后利用拍摄的相片获取该目标的三维模型，或该目标的绝对大小和形状即可用于量测目的，是非常重要的一项任务。为了完成这项任务，相机标定是首先要进行的一个步骤。相机标定的目的，对于单目镜头来说，是要得到镜头的内参数，包括像主点坐标，焦距和镜头畸变参数；对于双目镜头或多目镜头来说，除了要得到每个镜头的内参数以外，还要得到各个镜头之间的相对位置关系。

相机标定的方法大致可以分为两类：使用物方控制信息的标定方法和不使用物方控制信息的标定方法(也称为自标定方法)。从现有技术水平来讲，自标定方法非常方便灵活，但精度和可靠性通常还不能满足实际应用要求。使用物方控制信息的标定方法还是目前普遍采用的一种方法。物方控制信息包括三维检校场，平面标定板等一些标定装置。相机标定的主要过程包括：1)建立像方坐标和物方坐标的一一对应关系；2)根据相机的成像原理和成像模型，利用前一步骤中像方坐标和物方坐标的对应关系，解算所需的参数。其中，第二个步骤通常都是自动化的，而第一个步骤需要建立像方和物方的对应关系，是决定能否实现全自动化相机标定的关键内容。本专利提出的方案，能够以一种比较简单的方法实现这一功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相机标定板、相机标定方法及装置，能够更加简单的实现相机标定中建立像方坐标和物方坐标的一一对应关系。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种相机标定板，所述相机标定板上设置有45个圆形标志点，所述45圆形标志点构成一个四边形的四条外轮廓线和两条对角线，所述四条外轮廓线和两条对角线上均包含9个等距的中心对称的标志点。

优选的是，所述四边形是正方形或长方形。

优选的是，所述圆形标志点为白色，所述圆形标志点的背景为黑色。

优选的是，所述黑色背景的四周围绕一圈白色背景。

本发明还提供了一种相机标定方法，应用于上述所述的一种相机标定板，其方法包括如下步骤：

步骤1：将标定图案置于平面物体上，从多个角度拍摄标定图案，至少包括3个角度以上进行拍摄，且拍摄时使45个圆形标志点都处于成像范围内；

步骤2：全自动提取标定图案中各个圆形标志点所在的位置；

步骤3：确定各个圆形标志点的顺序编号；

步骤4：得到各个圆形标志点的像点坐标和编号后，使用相机标定方法对相机进行标定。

进一步，所述步骤2中标定图案的全自动提取方法包括如下步骤：

步骤21：利用Otsu阈值分割方法，确定出2个灰度阈值T1和T2，使标定图案按灰度大小分为3个层次，并将灰度大于T2的像素的灰度置为255，其它所有像素的灰度置为0，以实现标定图案的二值化；

步骤22：寻找离标定图案中心点最近的一个灰度为0的像素点；