專利名稱：求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的兩個(gè)相交圓標(biāo)定物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域，涉及一種用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的兩個(gè)相交圓標(biāo)定物。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)視覺的基本任務(wù)之一，就是從攝像機(jī)獲得的二維圖像信息出發(fā)恢復(fù)物體在三維空間中的幾何信息，從而識(shí)別和重建三維空間中物體的幾何形狀。在此過程中必須確定空間物體點(diǎn)的三維幾何位置與其圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系，而這種關(guān)系又由攝像機(jī)成像的幾何模型決定的，這些幾何模型的參數(shù)就是攝像機(jī)參數(shù)。在大多數(shù)條件下，這些參數(shù)都是通過實(shí)驗(yàn)得到的，這就是攝像機(jī)標(biāo)定。它一般分為傳統(tǒng)標(biāo)定和自標(biāo)定兩種方法，無論哪種標(biāo)定方法，標(biāo)定物體都是采用一些特殊的幾何模型，例如平面正方形、三角形，圓，空間立方體、圓柱等等。如何建立這些幾何模型與攝像機(jī)參數(shù)之間的關(guān)系尤其是某種線性的關(guān)系，是目前攝像機(jī)標(biāo)定所追求的目標(biāo)，也是目前計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種制作簡(jiǎn)單，適用廣泛，穩(wěn)定性好的用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定物，該標(biāo)定物是由兩個(gè)相交圓組成。在求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的過程中，只需攝像機(jī)從不同方位拍攝3幅圖像就可以線性求解出5個(gè)攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型是由兩個(gè)相交圓構(gòu)成的用于攝像機(jī)自標(biāo)定的標(biāo)定物。在標(biāo)定物中，兩個(gè)圓的大小任意，兩個(gè)交點(diǎn)的位置任意，也不需要知道各圓圓心的位置。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)(1)該標(biāo)定物制作簡(jiǎn)單，用圓規(guī)畫出兩個(gè)不同大小的相交的圓即可。(2)對(duì)該標(biāo)定物的物理尺度沒有要求，無需知道圓的位置及各點(diǎn)的世界坐標(biāo)。(3)只需用攝像機(jī)從不同方位拍攝3幅圖像便可線性求解出攝像機(jī)的5個(gè)內(nèi)參數(shù)。

圖1是用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定物結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是兩個(gè)圓環(huán)點(diǎn)的像的坐標(biāo)求解原理。
具體實(shí)施方式
一種用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定物，它是由平面上兩個(gè)相交的圓構(gòu)成的。檢測(cè)出圖像上兩個(gè)圓的方程及兩個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)兩個(gè)相交的圓在射影平面上有四個(gè)交點(diǎn)的理論(兩個(gè)為實(shí)點(diǎn)，兩個(gè)為圓環(huán)點(diǎn))，求出過這四點(diǎn)的退化二次曲線，根據(jù)退化二次曲線的交點(diǎn)可以得到圓環(huán)點(diǎn)的像的坐標(biāo)。利用圓環(huán)點(diǎn)的像對(duì)絕對(duì)二次曲線的約束，建立關(guān)于絕對(duì)二次曲線的方程。對(duì)得到的絕對(duì)二次曲線的方程進(jìn)行Cholesky分解，從而獲得攝像機(jī)內(nèi)參[0013] 求解絕對(duì)二次曲線原理如圖1，圓的大小任意，兩個(gè)圓的A，B兩交點(diǎn)的位置任意。 如圖2，HI1, HIj表示兩圓環(huán)點(diǎn)的像，mA, mB表示A，B兩點(diǎn)的像，C1, C2表示兩個(gè)圓的投影曲線。 先求出圖像平面上的退化二次曲線I1, 1/、I2，I2'、I2，I2'，然后根據(jù)退化二次曲線即直線交點(diǎn)V1, v2, V3便可得到圓環(huán)點(diǎn)的像的坐標(biāo)。圓環(huán)點(diǎn)的像關(guān)于絕對(duì)二次曲線共軛，進(jìn)而得到關(guān)于絕對(duì)二次曲線的方程。對(duì)得到的絕對(duì)二次曲線的方程進(jìn)行Cholesky分解，從而獲得攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)。
權(quán)利要求1. 一種用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的相交圓標(biāo)定物，其特征在于此標(biāo)定物是由平面上兩個(gè)相交的圓構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于線性求解攝像機(jī)5個(gè)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定物。其特征是由平面上兩個(gè)相交的圓構(gòu)成。在實(shí)際應(yīng)用過程中，不需要知道標(biāo)定物上圓的任何信息和點(diǎn)的物理坐標(biāo)。本實(shí)用新型具有制作簡(jiǎn)單，適用廣泛、穩(wěn)定性好、簡(jiǎn)化操作等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK202257686SQ20112034640
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者趙越, 陳旭 申請(qǐng)人:云南大學(xué)