[发明专利]一种标定摄像机高度和摄像机俯仰角的方法

摘要

本发明披露了一种标定摄像机高度和摄像机俯仰角的方法。根据摄像机标定原理，获得与测距平面共面的标定板上的网格坐标系和摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移矩阵T。本发明可以较为精确的测量出拍照时的摄像机高度和摄像机俯仰角，解决由于摄像机高度和摄像机俯仰角测量误差导致的单目测距误差等问题。

主权项

1.一种基于摄像机标定的测量摄像机高度和摄像机俯仰角的方法，其特征在于包括以下步骤：A点表示网格坐标系下的摄像机光轴与测距平面，即网格坐标系下z＝0平面的交点，Ca点是A点在摄像机坐标系下的坐标，B点表示网格坐标系下的摄像机光轴与网格坐标系下z＝a平面的交点，Cb点点是B在摄像机坐标系下的坐标，B'点表示B点在网格坐标系下z＝0平面上的投影点，∠BAB'表示摄像机俯仰角；步骤一、将摄像机的测距区域看作是一个平面，根据摄像机标定原理对摄像机进行标定，获得与测距区域共面的标定板上的网格坐标系和摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移矩阵T；步骤二、公式1中XX_c表示摄像机坐标系下的坐标，XX表示网格坐标系下的坐标，将步骤一获得的R和T带入公式1,则可以计算出网格坐标系下的坐标在摄像机坐标系下对应的坐标，XX_c＝R*XX+T      (1)步骤二包括以下子步骤：步骤2.1、摄像机光轴亦是摄像机坐标系的Z轴，与网格坐标系下z＝0平面的交点在网格坐标系下的坐标A(x1,y1,0)和在摄像机坐标系下的坐标Ca(0,0,z1)的关系如公式2所示，进而可以得到公式3，由公式3可以计算出网格坐标系下的坐标A(x1,y1,0),由公式4可以计算出摄像机坐标系坐标Ca(0,0,z1)；z1＝R₃₁*x1+R₃₂*y1+T₃       (4)步骤2.2、摄像机光轴亦是摄像机坐标系的Z轴，与网格坐标系下z＝a平面的交点在网格坐标系下的坐标B(x2,y2,a)和在摄像机坐标系下的坐标Cb(0,0,z2)的关系如公式5所示，进而可以得到公式6，由公式6可以计算出网格坐标系坐标B(x2,y2,a),由公式7可以计算出摄像机坐标系坐标Cb(0,0,z2)；z2＝R₃₁*x2+R₃₂*y2+T₃       (7)步骤2.3、由步骤2.2可以得到在网格坐标系下的坐标B(x2,y2,a)，则坐标B(x2,y2,a)在网格坐标系下的平面z＝0上的垂直投影点B'的坐标为(x2,y2,0)；步骤三、摄像机的俯仰角为∠BAB'，大小为θ，令向量为向量为则通过公式8和公式9可以分别计算摄像机的俯仰角θ和摄像机高度H大小。H＝z1*sinθ       (9) 。