專利名稱：求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的正八面體標(biāo)定塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型專利涉及一種用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的正八面體標(biāo)定塊。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)視覺(jué)的研究目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)能通過(guò)二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境，并從其中獲取需要的信息用于三維重建和物體識(shí)別。攝像機(jī)便是3D空間和2D圖像之間的一種映射，其中兩種空間之間的相互關(guān)系是由攝像機(jī)的幾何模型決定的，即通常所說(shuō)的攝像機(jī)參數(shù)(是表征攝像機(jī)映射的具體性質(zhì)的矩陣)。攝像機(jī)參數(shù)的求解過(guò)程大多數(shù)是由實(shí)驗(yàn)求得的，而求解的過(guò)程就稱為攝像機(jī)定標(biāo)(或稱為標(biāo)定)。目前的攝像機(jī)標(biāo)定方法有很多，總的來(lái)說(shuō)可以分為傳統(tǒng)標(biāo)定方法、攝像機(jī)自標(biāo)定方法兩類。傳統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法是在一定的攝像機(jī)模型下，利用特定的實(shí)驗(yàn)條件，如形狀、尺寸已知的標(biāo)定參照物，通過(guò)對(duì)其圖像進(jìn)行處理，利用一系列數(shù)學(xué)變換和計(jì)算方法求解攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)。參照物一般采取特殊的幾何模型，如平面正方形、三角形，圓，空間立方體、圓柱等。自標(biāo)定不依賴于特定的已標(biāo)定參照物，利用攝像機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中周圍環(huán)境的圖像與圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專利提供一種制作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好的，適用于攝像機(jī)自標(biāo)定的標(biāo)定塊。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案攝像機(jī)自標(biāo)定的標(biāo)定塊，它是由八個(gè)完全相等任意邊長(zhǎng)的正三角形拼接而成，為了方便特征點(diǎn)的提取，對(duì)此八面體的各棱的中點(diǎn)和頂點(diǎn)用與制作此標(biāo)定塊材質(zhì)顏色差異性強(qiáng)的顏色標(biāo)記起來(lái)。拍攝可以看到八面體三個(gè)以上表面的圖像并提取圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，從而求解出棱邊所在直線的無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)，得出三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)坐標(biāo)，也即得到了二次曲線的像，再利用Cholesky分解法進(jìn)行分解得到攝像機(jī)5個(gè)內(nèi)參數(shù)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)(I)該標(biāo)定塊制作簡(jiǎn)單、方便，在對(duì)誤差要求不大的情況下可以利用直尺和圓規(guī)制作八個(gè)完全相等的正三邊形，再將其拼接起來(lái)組合起來(lái)即可。(2)對(duì)該標(biāo)定塊的物理尺度沒(méi)有要求，無(wú)需知道各點(diǎn)的世界坐標(biāo)。(3)穩(wěn)定性好、適用廣泛且操作簡(jiǎn)單。只要標(biāo)定塊位于攝像機(jī)視場(chǎng)之內(nèi)，幾乎不需要做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，就可以拍攝到至少三個(gè)平面的可視圖像，一次就可以線性的求解出攝像機(jī)的5個(gè)內(nèi)參數(shù)。

圖I是標(biāo)定塊的一個(gè)三角可視面所在表面的圓環(huán)點(diǎn)求解原理圖。圖2是八面體標(biāo)定塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種可以用于攝像機(jī)自標(biāo)定的標(biāo)定塊，它是由八個(gè)完全相等任意邊長(zhǎng)的正三角形拼接而成的八面體，為了方便特征點(diǎn)的提 取，對(duì)此八面體的各棱的中點(diǎn)和頂點(diǎn)用與制作此標(biāo)定塊材質(zhì)顏色差異性強(qiáng)的顏色標(biāo)記起來(lái)。拍攝可以看到八面體三個(gè)以上表面的圖像并提取圖像中的各個(gè)特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，從而求解出棱邊所在直線的無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)，得出三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)坐標(biāo)，也即得到了二次曲線的像，再利用Cholesky分解法進(jìn)行分解得到攝像機(jī)5個(gè)內(nèi)參數(shù)。標(biāo)定塊中的一個(gè)三角形可視面所在平面圓環(huán)點(diǎn)像坐標(biāo)的求解原理如圖1，三角形為標(biāo)定塊的一個(gè)三角形可視面，I為無(wú)窮遠(yuǎn)直線，點(diǎn)Pl，P2，p3為三角形的三邊無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)的圖像，點(diǎn)m，η為此三角形可視面所在平面的圓環(huán)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)。標(biāo)定塊的結(jié)果示意圖為圖2，正八面體的頂點(diǎn)為Α，B, C，D，Ε，F(xiàn)，G，H，I，J，K，L，Μ，N為其所在各條棱的中點(diǎn)，取中點(diǎn)用于計(jì)算各條棱邊所在直線的無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)，從而得出三個(gè)平面的圓環(huán)點(diǎn)坐標(biāo)，也即得到了二次曲線的像，再利用Cholesky分解法進(jìn)行分解得到攝像機(jī)5個(gè)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)的八面體標(biāo)定塊，其特征在于標(biāo)定塊是八個(gè)完全相等任意邊長(zhǎng)的正三角形拼接而成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于線性求解攝像機(jī)5個(gè)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定塊。它是由一個(gè)任意棱長(zhǎng)的正八面體，其各個(gè)頂點(diǎn)和各條棱邊的中點(diǎn)與用于制作標(biāo)定塊的材質(zhì)顏色差異性強(qiáng)的顏色標(biāo)記。本標(biāo)定塊具有制作簡(jiǎn)單，適用范圍廣泛，操作技術(shù)簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK202373043SQ20112044807
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者常曉, 趙越 申請(qǐng)人:云南大學(xué)