[发明专利]摄像机或照相机几何畸变的标定方法

摘要

一种摄像机或照相机几何畸变的标定方法，首先建立理想成像平面和实际成像平面之间，以及实际成像平面与像素坐标系之间的坐标变换关系，然后采集标定图像，提取直线上的像点，并通过坐标变换、解析求解和径向畸变的逆变换，将实际成像平面上的真实像点变换为理想成像平面上的无畸变理想像点，最后根据视场中同一条直线上的点在理想成像平面上的无畸变理想像点也应该位于一条直线上的原则，利用最优化原理求出摄像机或照相机的几何畸变参数。本发明具有标定参数相互独立、参数的物理意义具体明确等优点，可应用于摄像机或照相机的几何校准、摄像机标定、以及摄像机或照相机装配质量检验等方面。

主权项

1.一种摄像机或照相机几何畸变标定方法，其特征在于包括如下具体步骤：1)建立理想成像平面坐标系和实际成像平面坐标系之间的变换关系：以通用针孔摄像机模型中的图像坐标系作为理想成像平面坐标系，将该理想成像平面坐标系先绕x轴旋转一个角度，然后再绕y轴旋转一个角度而得到实际成像平面坐标系，用上述绕x轴和y轴的旋转角确定的一个旋转矩阵表示实际成像平面坐标系和理想成像平面坐标系之间的变换关系；2)建立实际成像平面坐标系与像素坐标系之间的变换关系：根据像素坐标系原点在实际成像平面坐标系中的坐标，以及像素点在纵横两个方向的尺寸，用一个线性变换表示实际成像平面坐标系与像素坐标系之间的变换关系；3)采集标定点图像：在视场中设置一系列直线，在不同的位置和角度拍摄这些直线的多幅图像，提取图象中属于直线上的点，这些点是实际成像平面上的真实像点；4)求真实像点在实际成像平面坐标系中的坐标：根据步骤2)所建立的实际成像平面坐标系与像素坐标系之间的变换关系，将步骤3)提取的真实像点的像素坐标转换为实际成像平面坐标系中的坐标；5)求真实像点在理想成像平面坐标系中的坐标：连接透视投影中心和实际成像平面上真实像点的直线与理想成像平面相交，交点就是视场中的点在理想成像平面上的真实像点，根据步骤1)所建立的理想成像平面坐标系和实际成像平面坐标系之间的变换关系，通过解析方法求出该真实像点在理想成像平面坐标系中的坐标；6)矫正畸变：将理想成像平面上的真实像点坐标按通用的径向畸变公式进行逆变换，求出理想成像平面上的无畸变理想像点坐标；7)求畸变参数：根据视野中同一条直线上的点在理想成像平面上的无畸变理想像点也应该位于一条直线上的原则，运用最优化原理求出表示几何畸变的参数，完成摄像机或照相机的几何畸变标定。