[发明专利]一种仅有两个标志点的一维摄像机定标装置及其定标方法

摘要

本发明公开了一种仅有两个标志点的一维摄像机定标装置及其定标方法，仅有两个标志点的一维摄像机定标装置包括连轴和两个具有相同尺寸的标志点，所述标志点固定于连轴两端，所述连轴平滑无弯曲，且其长度固定，本发明提出的摄像机定标方法，是通过仅有两个标志点的一维摄像机定标装置在平面上任意放置的五个互不平行的位置的滚动图像，确定摄像机五个未知内参数的摄像机定标方法。与现有的、至少需要三个标志点的一维摄像机定标装置进行摄像机定标的方法相比，本发明仅需具有两个相同尺寸标志点的一维摄像机定标装置即可完成定标，该摄像机定标装置和方法可以快速、高效、准确的对摄像机进行定标，有效降低成本。

主权项

1.一种确定摄像机内参数的定标方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将仅有两个标志点的一维摄像机定标装置在平板上滚动，通过几何关系得到定标装置两个定标点所在平面π的无穷远隐消线l_v；步骤2：把定标装置在平面上任意放置五个互不平行的位置，并用待定标的摄像机记录这五个位置的图像信息；步骤3：通过一维摄像机定标装置的图像信息之间的平移和几何关系，按照具体算法得到满足求解摄像机五个未知参数的五个方程，求解五个未知参数，即可完成摄像机定标；所述步骤3中具体算法包括如下步骤：步骤3‑1：把定标装置放在平面上，至少放置在任意五个相互间不平行的位置并用待定标摄像机依次拍照；步骤3‑2：通过任一一维摄像机定标装置的图像位置坐标获得两个标志点所在平面π的无穷远隐消线lv；步骤3‑3：任选两帧照片，一维摄像机定标装置所处的位置分别是线段A₀B₀和A_iB_i，从摄像机采集的图像得到3D点A₀，B₀，A_i，B_i的图像坐标a₀，b₀，a_i，b_i，分别得到线a_ib_i和线a₀a_i与l_v的交点p_i和p；步骤3‑4：将A_iB_i平移到A_i和A₀重合，得到的A₀A_iB_iB_i’是一个平行四边形，Bi’为AiBi平移到Ai和A0重合时，Bi对应的点，接着找到B₀相对于点A₀对称的对称虚拟点B₀’、B₀、B_i’和B₀’三个点就可以完全确定一个半径为L且圆心为A₀的圆，所述L为一维摄像机定标装置的长度，分别计算出B₀B_i’和B_i’B₀’的无穷远隐消点和步骤3‑5：由经过圆心的圆内接三角形均是直角三角形的性质可知，B₀B_i’和B_iB₀相互垂直，因而这两条直线的两个无穷远隐消点和与Bi’的连线也相互垂直，可以得到公式因此通过五个互不平行位置的帧图像，可以得到五对满足公式的和从而求解出内参矩阵中的五个未知参数。