[发明专利]二维平面迭代的相机标定法

摘要

本发明公开了一种二维平面迭代的相机标定法，其特征是，在二维视觉测量的摄像机标定方法基础上得到摄像机内参数后，将标定平面绕世界坐标系原点O_W旋转一定的角度，再次对内参数进行求解，直到相邻两次求得的参数小于一定的阈值。最后建立最优化目标函数，利用Levenberg‑Marquardt算法对标定结果进行优化。与传统的基于二维视觉测量标定方法相比，考虑了拍摄过程中镜头的畸变，提高了摄像机标定精度。

主权项

一种二维平面迭代的相机标定法，其特征是，包括如下步骤：1)建立摄像机坐标系和世界坐标系，并建立摄像机坐标系和世界坐标系的转换关系矩阵；2)采集工作平面的图像；3)将工作平面内的任意两点的空间坐标和与其像点的图像坐标代入转换关系矩阵，求得摄像机的内参数M_in；4)绕世界坐标系中的Z轴转动工作平面，旋转α角度，并计算世界坐标系与摄像机坐标系之间的旋转矩阵R；5)将工作平面旋转一定角度后，重复以上过程，重新求得摄像机的内参数，直到相邻两次计算得到的摄像机内参数之差小于阈值，停止计算，然后求取最后两次实验数据的平均作为最后的结果；6)优化步骤5)的处理结果，在标定过程中使用的n幅图像，从每幅图像上获取的特征点的数量为m，建立如下的最优化目标函数其中，M_in为相机的内参数矩阵，k为径向畸变因子，R_i为第i幅标定图像与相机之间的旋转矩阵，t_i为第i幅标定图像与相机之间的平移向量，p_ij为特征点P_j在第i幅标定图像上形成的实际像点，而是P_j在标定出来的内参数和第i幅标定图像所在的外参数所获得的摄像机模型下形成的虚拟像点，||·||表示矩阵范数。