[发明专利]利用正六棱台求解摄像机内参数

摘要

本发明是由底边边数是6的正棱台构成的用于摄像机自标定的靶标。具体的步骤包括：从图像上提取正六棱台的上底面和两个侧面上的特征点，根据两平行直线的交点是无穷远点，而无穷远点的像称为隐消点，以及共线四点交比的性质，得出图像平面上隐消点坐标，根据正交隐消点对绝对二次曲线的约束,实现对摄像机内参数的线性求解。对靶标从不同方向拍摄两幅图像，提取每幅图像上的特征点坐标，计算正六棱台上底面和两个侧面上的正交隐消点，建立正交隐消点关于摄像机内参数的约束方程，线性求解摄像机内参数矩阵。利用本发明中的靶标可实现全自动标定，减少了标定过程中由测量引起的误差。隐消点是一种更简洁更全局化的基元，在标定过程中提高了精度。

主权项

1.一种用于求解摄像机内参数的靶标，其特征在于此靶标是将空间中任意一个正六棱锥平行于底面切割得到，具体的步骤为： （1）计算正六棱台上底面的隐消点在世界坐标系的一个平面上，存在一个正六棱台，正六棱台的上底面是一个正六边形记为,其中角点为；对应于下底面也是一个正六边形，为对应的3个角点；线段平行于线段，它们的交点是无穷远点，设为；线段平行于线段，它们的交点也是无穷远点，设为，设分别是的像，分别是，，的像，因为，，根据射影变换中相应点的射影不变性，有：，；（2）计算正六棱台侧面的隐消点在正六棱台的一幅图片中，可以看到它的两个侧面是两个全等的等腰梯形,其中一个记为，平行于，分别是和的中点，并连接，是的中点,设，上的无穷远点为，方向上的无穷远点是；设分别是的像，是无穷远点的像点，即：，方向上的隐消点，是无穷远点的像点，即：方向上的隐消点；因为是和的交点，所以，根据射影变换中相应点的射影不变性，有：，根据射影几何中调和共轭理论，得：，根据射影变换中的交比不变性，得，从而解出的坐标；在另一个等腰梯形中也能找到一组正交隐消点，记为，，得到计算公式为，；（3）计算摄像机的内参数获取两幅图像，利用正交隐消点对绝对二次曲线的约束，线性求解出摄像机的5个内参数，分别为：为图像的畸变因子，为图像坐标系中、轴的尺度因子，是主点坐标，即内参数矩阵。