[发明专利]一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法及系统，方法包括：将彩色棋盘格立体标定物放置到待拍摄场景内；采用无人机至少从3个不同的方位拍摄彩色棋盘格立体标定物的图像；根据拍摄的彩色棋盘格立体标定物的图像采用灭点理论线性求解出无人机摄像机内参数；根据无人机摄像机内参数采用坐标投影变换方法确定无人机摄像机的空间位置和图像几何约束关系。本发明采用了彩色棋盘格立体标定物来进行摄像机标定，易于准确测量、检测精度高、便于安放和通用性强；只需至少从3个不同的方位拍摄彩色棋盘格立体标定物的图像并结合灭点理论得到无人机摄像机内参数来完成摄像机内参数的标定，使用起来更方便。本发明可广泛应用于计算机视觉领域。

主权项

1.一种基于彩色立体标定物的无人机标定方法，其特征在于：包括以下步骤：将彩色棋盘格立体标定物放置到待拍摄场景内，所述彩色棋盘格立体标定物为封闭式立体结构，所述彩色棋盘格立体标定物包含有至少一个顶面和一个侧面，所述彩色棋盘格立体标定物的每个表面采用彩色与白色相间、彩色与黑色相间、不同彩色相间或黑色与白色相间的棋盘格图案且任意相邻两个表面的棋盘格图案的颜色组合均不相同；采用无人机至少从3个不同的方位拍摄彩色棋盘格立体标定物的图像；根据拍摄的彩色棋盘格立体标定物的图像采用灭点理论线性求解出无人机摄像机内参数；根据无人机摄像机内参数采用坐标投影变换方法确定无人机摄像机的空间位置和图像几何约束关系；所述根据拍摄的彩色棋盘格立体标定物的图像采用灭点理论线性求解出无人机摄像机内参数这一步骤，其包括：确定无人机摄像机的模型以及空间点齐次坐标与图像点齐次坐标的映射关系：若无人机摄像机的模型为针孔相机模型，则任一空间点P的空间点齐次坐标M与图像点齐次坐标m的映射关系表达式为：λm＝K[RT]M，其中，λ为给定的比例因子，K为无人机摄像机的内参数矩阵，R为世界坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵，T为世界坐标系到摄像机坐标系的平移向量；根据拍摄的彩色棋盘格立体标定物的图像和灭点理论的约束方程，采用最小二乘法和张正友平面标定法线性求解出无人机摄像机的内参数矩阵。