[发明专利]自动对焦双目摄像头的标定、3D视觉及深度点云计算方法

说明书

本发明公开了一种自动对焦双目摄像头的产线标定方法，包括：A1：在双目摄像头的一场景深度位置处配置第一标定板；A2：左右摄像头的镜头移动至一个新位置获取第一标定板图像；A3：重复步骤A2；A4：确定左右摄像头各自对于当前场景深度的最佳对焦位置；A5：重复步骤A1～A4以获取整个深度范围内的多个场景深度下左右摄像头各自对于各个场景深度的最佳对焦位置，得到左右摄像头各自的场景深度和最佳对焦位置关系的曲线，并得到整个深度范围内的多个场景深度对应的关联对焦位置；A6：根据步骤A5中获取的各个关联对焦位置，分别对左右摄像头进行单目及双目摄像头标定。本发明还公开了自动对焦双目摄像头的3D立体视觉拍摄方法和计算稠密深度点云的方法。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种自动对焦双目摄像头的产线标定方法、3D立体视觉拍摄方法和计算稠密深度点云的方法。

背景技术

自动对焦是指相机内置的一种通过电子及机械装置自动完成对被摄主体对焦并使图像达到清晰的功能。由于具有对焦准确、操作方便的特点，当前带自动对焦功能的摄像头在越来越多的行业都有广泛的应用，包括智能手机、无人机、视频监控等领域。

摄像头应用正在从2D进入基于双目、多目摄像头的3D时代。消费电子领域，在虚拟现实VR(Virtual Reality)、增强现实AR(Augmented Reality)、混合现实MR(MixedReality)应用中，3D立体视频使得虚拟物体更好地“浸入”到现实场景。5G时代，文体娱乐行业，歌舞戏曲节目、体育赛事的VR直播给观众提供“身临其境”的体验感。在隧道挖掘、矿井作业、排爆、管道检测等高危行业，远程3D立体视觉系统作为“全信息化”的手段，保护施工员人身安全。远程医疗及高清双目内窥镜、外视镜系统让术者感受到“逼真”的3D效果，提高诊疗及手术效果。使用双目摄像头拍摄的左右图像是实现以上3D立体视觉应用的基础。当前通用的双目摄像头一般使用定焦镜头，拍摄设备对焦距离固定，当拍摄场景发生变化时，如果新的场景深度超出了摄像头的景深范围，拍摄的视频是模糊的。在智能手机等消费电子领域，使用单目自动对焦摄像头拍摄视频时，由于当前通用的基于对比度的对焦算法在特定场景下计算时间较长，不能及时对焦，造成拍摄的视频内容模糊。另外目前一些手机对焦算法还不能有效应对拍摄场景内容发生微小变化、场景深度并未变化的情况，此时手机会持续移动镜头位置搜索最佳对焦点，导致拍摄的视频时而清晰，时而模糊。

此外，例如在手机行业，使用红外结构光摄像头模组来抓取人脸的3D点云，实现人脸识别。无人机行业，通过双目摄像头实现3D环境感知来支持无人机在飞行中避障。汽车行业，通过双目摄像头完成测距、3D环境感知来辅助驾驶及支持自动驾驶。扫地机器人行业，通过双目摄像头完成3D环境感知来实现路径规划、避障及物体识别。虚拟现实VR(VirtualReality)行业，使用双目摄像头完成VR头盔的定位追踪、操作手柄定位及3D内容采集。使用双目摄像头拍摄的左右图像是实现以上三维测量应用的基础。当前通用的双目摄像头一般使用定焦镜头，拍摄设备对焦距离固定，当拍摄场景发生变化时，如果新的场景深度超出了摄像头的景深范围，拍摄的图像可能是模糊的，从而左右摄像头图像的立体匹配效果不佳，计算出的稠密深度点云精度差。

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，本发明提出一种自动对焦双目摄像头的产线标定方法、3D立体视觉拍摄方法和计算稠密深度点云的方法，可以使得拍摄的视频时刻保持清晰，也可以计算出稠密的深度点云。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种自动对焦双目摄像头的产线标定方法，包括：

A1：在双目摄像头的一场景深度位置处配置第一标定板；