[发明专利]相机自标定方法、装置、设备和介质

说明书

本申请涉及相机自标定方法、装置、设备和介质，方法包括：获取相机对场景拍摄的场景图像及拍摄瞬间角速度测量单元记录的角速度信息；对场景图像进行仿射匹配点对提取与匹配，得到场景图像的立体像对集和对应的仿射匹配点对集；根据角速度信息计算相对旋转矩阵并得到相对旋转角；基于仿射匹配点对估计基础矩阵，利用RANSAC算法剔除仿射匹配点对集中的野值，确定场景图像的仿射匹配点对内点集；以相对旋转角为约束分解基础矩阵，得到场景图像的立体像对之间的旋转矩阵、平移向量和相机的内参数；根据内参数和仿射匹配点对内点集，对相机进行内参数非线性优化处理，完成相机的自标定。简单方便且标定速度更快，有效提高了标定效率。

技术领域

本申请涉及图像测量与计算机视觉技术领域，特别是涉及一种相机自标定方法、装置、设备和介质。

背景技术

相机标定一般是指相机内参数的标定校准，是图像测量和计算机视觉应用的基础工作，如基于图像的大型结构形变监测、视觉里程计、医学图像测量等具体应用都需要对相机进行标定。目前已有的相机标定的方法主要分为三大类：(1)传统标定方法；(2)基于主动视觉的标定方法；(3)自标定方法。传统的标定方法利用已知的点、线或结构(如棋盘)的度量信息来标定摄相机。基于主动视觉的标定方法需要控制相机做出一些已知的特殊运动，然后根据运动信息进行标定。

与方法(1)和(2)相比，自标定方法不需要特殊的场景限制或运动要求。该特性为自校准方法提供了极大的灵活性，使得自校准方法在某些实时应用中不可或缺。目前，自标定方法主要有基于纯点特征对应的方法和基于仿射匹配点对的方法。然而，在实现本发明过程中，发明人发现前述传统的自标定方法，仍存在着自标定效率不高的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种相机自标定方法、一种相机自标定装置、一种计算机设备以及一种计算机可读存储介质，能够有效提高相机的自标定效率且自标定精度更高。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种相机自标定方法，包括步骤：

获取相机对场景拍摄的场景图像及拍摄瞬间角速度测量单元记录的角速度信息；

对场景图像进行仿射匹配点对提取与匹配，得到场景图像的立体像对集和对应的仿射匹配点对集；

根据角速度信息计算相对旋转矩阵并得到相对旋转角；

基于仿射匹配点对估计基础矩阵，利用RANSAC算法剔除仿射匹配点对集中的野值，确定场景图像的仿射匹配点对内点集；

以相对旋转角为约束分解基础矩阵，得到场景图像的立体像对之间的旋转矩阵、平移向量和相机的内参数；

根据内参数和仿射匹配点对内点集，对相机进行内参数非线性优化处理，完成相机的自标定。

另一方面，还提供一种相机自标定装置，包括：

信息获取模块，用于获取相机对场景拍摄的场景图像及拍摄瞬间角速度测量单元记录的角速度信息；

仿射提取模块，用于对场景图像进行仿射匹配点对提取与匹配，得到场景图像的立体像对集和对应的仿射匹配点对集；

旋转计算模块，用于根据角速度信息计算相对旋转矩阵并得到相对旋转角；

内点确定模块，用于基于仿射匹配点对估计基础矩阵，利用RANSAC算法剔除仿射匹配点对集中的野值，确定场景图像的仿射匹配点对内点集；

内参估计模块，用于以相对旋转角为约束分解基础矩阵，得到场景图像的立体像对之间的旋转矩阵、平移向量和相机的内参数；

优化标定模块，用于根据内参数和仿射匹配点对内点集，对相机进行内参数非线性优化处理，完成相机的自标定。