本實(shí)用新型涉及攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置。

背景技術(shù)：

相機(jī)模型反映的是物體空間和圖像平面的映射關(guān)系，而攝像機(jī)標(biāo)定即確定反映攝像機(jī)幾何特性和光學(xué)特性的內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)。其中，內(nèi)部參數(shù)為鏡頭的固有參數(shù)，不會(huì)因?yàn)殓R頭位置變化等原因而改變；而外參數(shù)反映的是鏡頭坐標(biāo)系與標(biāo)定板所在空間的世界坐標(biāo)系的位置關(guān)系，會(huì)因?yàn)殓R頭位置變化等原因而發(fā)生變化。對(duì)于以鏡頭為主要設(shè)備的視覺系統(tǒng)，例如全景相機(jī)來說，攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果直接影響著全景相機(jī)圖像拼接質(zhì)量的好壞。

目前常用的相機(jī)標(biāo)定方法是基于傳統(tǒng)相機(jī)標(biāo)定方法，傳統(tǒng)相機(jī)標(biāo)定方法需要使用尺寸已知的標(biāo)定物，通過建立標(biāo)定物上坐標(biāo)已知的點(diǎn)與其圖像點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)，利用一定的算法獲得相機(jī)模型的內(nèi)外參數(shù)，根據(jù)標(biāo)定物的不同可分為三維標(biāo)定物和平面型標(biāo)定物。

基于二維標(biāo)定物的相機(jī)標(biāo)定方法，相機(jī)和平面標(biāo)定物都可以自由移動(dòng)，不需要知道運(yùn)動(dòng)參數(shù)，標(biāo)定過程靈活、標(biāo)定結(jié)果精度較高，但是，由于二維標(biāo)定物的面積不宜過大，所以在二維標(biāo)定物相對(duì)視場(chǎng)較小時(shí)，提取的特征點(diǎn)數(shù)量不夠，標(biāo)定的精度不高。

基于三維標(biāo)定物的相機(jī)標(biāo)定可由單幅圖像進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定精度較高。目前所使用的立體標(biāo)定靶存在自身遮擋，不太容易獲取高質(zhì)量的標(biāo)定圖像，而且標(biāo)定板的加工難度大、用途比較局限等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有立體標(biāo)定靶存在加工難度大，自身遮擋且標(biāo)定精度不高等技術(shù)問題，旨在提供一種加工簡單無自身遮擋的基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置。

本實(shí)用新型提供了一種基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置，包括：全景攝像模塊、第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、第一滾輪組、圖像處理模塊、圖像顯示模塊、標(biāo)定靶、控制模塊；

所述全景攝像模塊包括支架、設(shè)置在支架各側(cè)面的多個(gè)魚眼鏡頭及多個(gè)圖像傳感器，每個(gè)鏡頭對(duì)應(yīng)一個(gè)圖像傳感器，所述多個(gè)魚眼鏡頭位于同一豎直高度，所述多個(gè)魚眼鏡頭與側(cè)面轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述第一滾輪組設(shè)置于所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊底部，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過第一驅(qū)動(dòng)軸與所述全景攝像模塊連接，所述圖像處理模塊連接所述全景攝像模塊；所述圖像顯示模塊連接所述圖像處理模塊；

所述標(biāo)定靶包括：通過連接軸活動(dòng)連接的第一底板、第二底板，設(shè)置于所述第一底板表面并可在其范圍內(nèi)移動(dòng)的第一標(biāo)定板及設(shè)置于所述第二底板表面并可在其范圍內(nèi)移動(dòng)的第二標(biāo)定板；與所述連接軸固定連接的第二驅(qū)動(dòng)軸，與所述第二驅(qū)動(dòng)軸連接的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)置在所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊底部的第二滾輪組；所述第一底板與所述第二底板的夾角為(0°，150°)；

所述標(biāo)定靶與所述全景攝像模塊任何一路相機(jī)相對(duì)，所述控制模塊連接所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

進(jìn)一步的，所述魚眼鏡頭及圖像傳感器均為4個(gè)。

進(jìn)一步的，所述標(biāo)定裝置還包括與所述第一標(biāo)定靶結(jié)構(gòu)相同的第二標(biāo)定靶、第三標(biāo)定靶、第四標(biāo)定靶，所述第二標(biāo)定靶、第三標(biāo)定靶、第四標(biāo)定靶分別與全景攝像模塊的另外三路相機(jī)的鏡頭相對(duì)。

本實(shí)用新型公開的基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置采用一種新的折疊式標(biāo)定靶來實(shí)現(xiàn)鏡頭內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定靶中兩塊標(biāo)定板圖像信息的采集，且不存在圖像遮擋，減少了標(biāo)定圖像采集數(shù)量，另外，根據(jù)已知的立體標(biāo)定靶和鏡頭之間的位置關(guān)系，對(duì)鏡頭內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，大大提高了相機(jī)標(biāo)定的精度。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置標(biāo)定狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定方法流程圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的魚眼相機(jī)拍攝的立體標(biāo)定靶圖像。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

現(xiàn)有基于三維標(biāo)定物的相機(jī)標(biāo)定存在自身遮擋，不太容易獲取高質(zhì)量的標(biāo)定圖像,而且標(biāo)定板的加工難度大，用途比較局限，亟需研發(fā)一種方便實(shí)用且標(biāo)定精度高的立體標(biāo)定靶,以提高全景相機(jī)標(biāo)定精度，便于全景圖象拼接。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置，該裝置包括：全景攝像模塊9、第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14、第一滾輪組15、圖像處理模塊16、圖像顯示模塊17、標(biāo)定靶1、控制模塊19；

所述全景攝像模塊9包括支架18、設(shè)置在支架18各側(cè)面的多個(gè)魚眼鏡頭101及多個(gè)圖像傳感器(圖中未示出)，每個(gè)鏡頭101對(duì)應(yīng)一個(gè)圖像傳感器，所述多個(gè)魚眼鏡頭101位于同一豎直高度，所述多個(gè)魚眼鏡頭101與側(cè)面108轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述第一滾輪組15設(shè)置于所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14底部，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14通過第一驅(qū)動(dòng)軸13與所述全景攝像模塊9連接，所述圖像處理模塊16連接所述全景攝像模塊9；所述圖像顯示模塊17連接所述圖像處理模塊16；

所述標(biāo)定靶1包括：通過連接軸3活動(dòng)連接的第一底板11、第二底板12，設(shè)置于所述第一底板11表面并可在其范圍內(nèi)移動(dòng)的第一標(biāo)定板21及設(shè)置于所述第二底板12表面并可在其范圍內(nèi)移動(dòng)的第二標(biāo)定板(圖中未示出)；與所述連接軸3固定連接的第二驅(qū)動(dòng)軸6，與所述第二驅(qū)動(dòng)軸6連接的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊7，設(shè)置在所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊7底部的第二滾輪組8；所述第一底板11與所述第二底板12的夾角為(0°，150°)；

所述標(biāo)定靶1與所述全景攝像模塊9任何一路相機(jī)相對(duì)，所述控制模塊19連接所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14和所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊7。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例，本實(shí)用新型涉及到的全景相機(jī)具有四路魚眼鏡頭，那么魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置中具有四個(gè)魚眼鏡頭及圖像傳感器。全景攝像模塊的支架設(shè)置為立方體形狀，支架各側(cè)面為平面，為了保證各鏡頭位于同一豎直高度，則將四個(gè)鏡頭設(shè)置于立方體支架的各側(cè)面的正中心。由于鏡頭可以相對(duì)于側(cè)面旋轉(zhuǎn)，將鏡頭光軸與支架側(cè)面垂線的夾角設(shè)置在小于等于5°。

為了實(shí)現(xiàn)四路魚眼相機(jī)的同時(shí)標(biāo)定，標(biāo)定裝置中同時(shí)采用四塊結(jié)構(gòu)相同的標(biāo)定靶，所述標(biāo)定裝置還包括與所述第一標(biāo)定靶結(jié)構(gòu)相同的第二標(biāo)定靶、第三標(biāo)定靶、第四標(biāo)定靶，所述第二標(biāo)定靶、第三標(biāo)定靶、第四標(biāo)定靶分別與全景攝像模塊的另外三路相機(jī)的鏡頭相對(duì)。通過第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊調(diào)整標(biāo)定靶的位置及角度、全景攝像模塊上魚眼鏡頭的位置及角度，從而實(shí)現(xiàn)四路魚眼標(biāo)定板圖像信息采集。

上述裝置中的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可通過第一驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)全景攝像模塊在三維空間自由移動(dòng)，并且可以在立體空間內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)來調(diào)整鏡頭方向，另外，鏡頭還可以相對(duì)側(cè)面旋轉(zhuǎn)一定角度；第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可通過第二驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)標(biāo)定靶在三維空間自由移動(dòng)，標(biāo)定靶中第一底板和第二底板張開角度也可調(diào)節(jié)，第一標(biāo)定板相對(duì)于第一底板移動(dòng)，第二標(biāo)定板相對(duì)于第二底板移動(dòng)，從而保證在標(biāo)定時(shí)采集鏡頭視野范圍內(nèi)更多標(biāo)定板圖像。

標(biāo)定靶中標(biāo)定板的圖案設(shè)置為黑白相間的棋盤格，使用標(biāo)定靶，可以保證標(biāo)定時(shí)能夠找到足夠數(shù)量的、分布均勻的足夠精度且基本處于同一深度的特征點(diǎn)，而不受標(biāo)定所處實(shí)際場(chǎng)景的約束。標(biāo)定靶中標(biāo)定板的圖案還可以設(shè)置成圓孔圖案同樣能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)定結(jié)果。

使用標(biāo)定靶時(shí)，如圖2所示，第一底板和第二底板間夾角為0°至150°之間，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)鏡頭采集同時(shí)具有兩個(gè)標(biāo)定板的圖像，既能減少標(biāo)定時(shí)采集圖像的數(shù)量，又能提高標(biāo)定的精度；不使用標(biāo)定靶時(shí)，可以將其閉合，既能節(jié)省存儲(chǔ)空間，又能避免標(biāo)定板被污染，影響標(biāo)定結(jié)果。

本實(shí)用新型公開的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置采用一種新的折疊式標(biāo)定靶，加工容易，不存在自身遮擋，能夠獲取高質(zhì)量的標(biāo)定圖像，提高了標(biāo)定結(jié)果的精度。此外，在標(biāo)定板圖像采集上更加靈活，可以采取標(biāo)定靶移動(dòng)或者全景攝像模塊移動(dòng)的方式來采集到鏡頭視野范圍內(nèi)各個(gè)區(qū)域的圖像，大大提高了相機(jī)標(biāo)定的精度。

如圖3所示，本實(shí)用新型還提供了一種基于立體標(biāo)定板的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定方法，利用上述標(biāo)定裝置對(duì)魚眼相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，包括如下步驟：

S1：以連接軸為立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系,第一標(biāo)定板為第一標(biāo)定坐標(biāo)系,第二標(biāo)定板為第二標(biāo)定坐標(biāo)系,兩個(gè)平面標(biāo)定板與立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系之間的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系表示為(R₁，T₁)，(R₂，T₂)；

具體的，如圖1所示，立體標(biāo)定靶由兩個(gè)底板以及兩個(gè)標(biāo)定板構(gòu)成，兩個(gè)底板由連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩個(gè)標(biāo)定板由磁性連接裝置分別連接在兩個(gè)底板上，此外，立體標(biāo)定靶下面安裝有第二驅(qū)動(dòng)單元，可以驅(qū)動(dòng)立體標(biāo)定靶在水平和垂直方向移動(dòng)。這里，以兩個(gè)底板之間的連接軸建立立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系，如圖4所示，立體標(biāo)定靶包括兩個(gè)平面標(biāo)定板，它們的標(biāo)定坐標(biāo)系分別為O₁X₁Y₁Z₁、O₂X₂Y₂Z₂，以連接軸作為立體標(biāo)定靶的坐標(biāo)系OXYZ，兩個(gè)平面標(biāo)定板與立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系之間的平移和旋轉(zhuǎn)關(guān)系表示為(R₁，T₁)，(R₂，T₂)。

S2：采用全景攝像模塊的每路魚眼相機(jī)采集標(biāo)定靶中兩塊不同位置標(biāo)定板圖像；

針對(duì)上述標(biāo)定靶，采集每路魚眼鏡頭視野內(nèi)各個(gè)位置下的標(biāo)定板圖像，如圖5所示，一般采集的圖像數(shù)量在與單個(gè)標(biāo)定板圖像相比，可以減少一半，標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確度較高，且計(jì)算量適中。

在采集立體標(biāo)定靶圖像時(shí)，可以通過如下方式改變標(biāo)定板或魚眼鏡頭的位置，從而拍攝不同的標(biāo)定板圖像：

1、通過安裝在標(biāo)定靶下方的第二驅(qū)動(dòng)單元及第二滾輪組驅(qū)動(dòng)標(biāo)定靶在水平面和垂直面上移動(dòng)，從而改變標(biāo)定板在鏡頭視野范圍內(nèi)的位置。

2、通過移動(dòng)第一標(biāo)定板在第一底板中的位置及第二標(biāo)定板在第二底板中的位置，從而改變標(biāo)定板在魚眼鏡頭視野范圍內(nèi)的位置，一般的將兩個(gè)平面標(biāo)定板移動(dòng)到底板的邊緣，即鏡頭視野范圍的周邊，這樣就可以形成比較大的標(biāo)定區(qū)域，從而提高標(biāo)定的精度。

3、通過調(diào)節(jié)連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)底板張開的角度，從而改變標(biāo)定板在魚眼鏡頭視野范圍內(nèi)的位置，角度范圍在(0°,150°)，使兩底板張開的角度基本覆蓋鏡頭的視野范圍。

4、通過第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及第一滾輪組來旋轉(zhuǎn)及平移鏡頭所處的位置，改變鏡頭的位姿，從而拍攝每個(gè)鏡頭在不同位姿下的立體標(biāo)定靶圖像。

5、通過調(diào)整鏡頭與支架側(cè)面間的角度,改變鏡頭的位姿，從而拍攝每個(gè)鏡頭在不同位姿下的立體標(biāo)定靶圖像。

本實(shí)用新型公開的基于立體標(biāo)定板的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定方法采用一種新的折疊式標(biāo)定靶來實(shí)現(xiàn)標(biāo)定，加工容易，不存在自身遮擋，能夠獲取高質(zhì)量的標(biāo)定圖像，提高了標(biāo)定結(jié)果的精度。此外，在標(biāo)定板圖像采集上更加靈活，可以采取標(biāo)定靶移動(dòng)或者全景攝像模塊移動(dòng)的方式來采集到鏡頭視野范圍內(nèi)各個(gè)區(qū)域的圖像，大大提高了相機(jī)標(biāo)定的精度。

S3：選取等距投影畸變模型；

魚眼鏡頭一般是由十幾個(gè)不同的透鏡組合而成，在成像過程中，入射光線經(jīng)過不同程度的折射，折射到尺寸有限的成像平面上。魚眼鏡頭成像遵循的模型是近似為單位球面投影模型，故本實(shí)用新型中采用等距投影畸變模塊，等距投影畸變模型具體表示如下：

r_d＝fθ_d； (1)

公式(1)中，r_d表示魚眼圖像中的點(diǎn)到畸變中心的距離，f表示魚眼相機(jī)的焦距，θ_d表示入射光線與魚眼鏡頭光軸之間的夾角，即入射角；

由于魚眼鏡頭的投影模型為了將盡可能大的場(chǎng)景投影到有限的圖像平面內(nèi)，因此魚眼鏡頭的畸變非常嚴(yán)重。魚眼鏡頭的畸變主要是徑向畸變，選取徑向畸變模型如下：

θ_d＝θ(1+k₁θ²+k₂θ⁴+k₃θ⁶+k₄θ⁸+…)； (2)

公式(2)中，θ表示無畸變的入射角，K＝(k₁,k₂,k₃,k₄,…)表示畸變參數(shù)；θ_d表示入射光線與魚眼鏡頭光軸之間的夾角，即畸變?nèi)肷浣牵?/p>

通過上述畸變模型，從無畸變圖像中的點(diǎn)計(jì)算出魚眼圖像中的畸變點(diǎn)，公式如下：

公式(3)中，(x_s，y_s)是有畸變坐標(biāo)點(diǎn)，(x_c，y_c)是無畸變坐標(biāo)點(diǎn)，(c_x，c_y)表示畸變圖像的中心點(diǎn)坐標(biāo)；

S4：根據(jù)采集到的魚眼鏡頭圖像及成像模型分別計(jì)算鏡頭內(nèi)參數(shù)及鏡頭坐標(biāo)系與所有平面標(biāo)定板坐標(biāo)系之間的外參數(shù)；

鏡頭標(biāo)定涉及到的內(nèi)參數(shù)有鏡頭中心位置，鏡頭有效焦距以及鏡頭的畸變系數(shù)，涉及到的外參數(shù)有旋轉(zhuǎn)和平移向量。首先要初始化鏡頭的內(nèi)外參數(shù)，即將魚眼圖像上的畸變點(diǎn)進(jìn)行去畸變得到無畸變點(diǎn)，然后計(jì)算空間坐標(biāo)點(diǎn)與無畸變圖像點(diǎn)之間的單應(yīng)矩陣Homography，具體計(jì)算方法如下：提取所有平面標(biāo)定板在圖像平面內(nèi)的特征點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各平面標(biāo)定板坐標(biāo)系下空間點(diǎn)與圖像平面坐標(biāo)系中特征點(diǎn)之間的單應(yīng)矩陣Homography，單應(yīng)矩陣計(jì)算方法如下：

公式(4)中，表示圖像平面坐標(biāo)系中特征點(diǎn)坐標(biāo)，表示標(biāo)定板坐標(biāo)系下空間特征點(diǎn)；s是任意尺度的比例因子；W表示用于定位觀測(cè)的物體平面的物理變換，包括與觀測(cè)到的圖像平面相關(guān)的部分旋轉(zhuǎn)R和部分平移T的和，W＝[R T]；M是攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣，其中包括x方向焦距f_x，y方向焦距f_y，圖像中畸變圖像的中心點(diǎn)坐標(biāo)(c_x，c_y)；

由旋轉(zhuǎn)矩陣的正交性分解單應(yīng)矩陣Homography，構(gòu)成一個(gè)包含鏡頭內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)的超定方程，通過奇異值分解及一系列變換得到攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，內(nèi)部參數(shù)包括M,K，外部參數(shù)包括R_i,T_i；外部參數(shù)是指鏡頭坐標(biāo)系與所有平面標(biāo)定板坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)和平移關(guān)系；

成像模型包括畸變模型,計(jì)算魚眼鏡頭內(nèi)外參數(shù)時(shí),根據(jù)畸變模型,及單應(yīng)矩陣對(duì)內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行求取。

S5：根據(jù)鏡頭坐標(biāo)系與所有平面標(biāo)定板坐標(biāo)系之間的外參數(shù),及已知的立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系與魚眼鏡頭坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)平移關(guān)系,計(jì)算各個(gè)平面標(biāo)定板坐標(biāo)系與立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)和平移矩陣；

公式(5)中，表示已知的立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系與鏡頭坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，表示第i個(gè)平面標(biāo)定板坐標(biāo)系與鏡頭坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量。

S6：根據(jù)求解得到的鏡頭的內(nèi)外參數(shù)、計(jì)算出來的各個(gè)平面標(biāo)定板坐標(biāo)系與立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)和平移矩陣以及選定的畸變模型，對(duì)獲取的鏡頭內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)進(jìn)行非線性優(yōu)化從而得到最優(yōu)的鏡頭內(nèi)部參數(shù)和相對(duì)于每個(gè)標(biāo)定板坐標(biāo)系的外部參數(shù)；

魚眼鏡頭的畸變非常嚴(yán)重，通過采用非線性優(yōu)化的方法優(yōu)化上述求解得到的攝像機(jī)參數(shù)。具體采用Levenberg-Marquardt算法進(jìn)行攝像機(jī)參數(shù)優(yōu)化，建立以重投影誤差為最小的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)如下：

公式(6)中，是空間點(diǎn)P_j轉(zhuǎn)換成立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系下的坐標(biāo)后，通過攝像機(jī)成像模型投影得到的帶有鏡頭畸變的重投影圖像其次坐標(biāo)，m_ij是采用角點(diǎn)檢測(cè)方法得到的像素坐標(biāo)點(diǎn)，M是鏡頭內(nèi)部參數(shù)矩陣，K是徑向畸變系數(shù)，R₁,T₁,R₂,T₂表示兩個(gè)平面標(biāo)定板坐標(biāo)系與立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量；是立體標(biāo)定靶坐標(biāo)系與鏡頭坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣與平移向量，m表示拍攝立體標(biāo)定靶的數(shù)目，n表示立體標(biāo)定靶中特征點(diǎn)總個(gè)數(shù)。

上述基于立體標(biāo)定板的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定方法中，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定靶中兩塊標(biāo)定板圖像信息的采集，且不存在圖像遮擋，減少了標(biāo)定圖像采集數(shù)量，另外，根據(jù)已知的立體標(biāo)定靶和鏡頭之間的位置關(guān)系，對(duì)鏡頭內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，大大提高了相機(jī)標(biāo)定的精度。

通過本實(shí)用新型提供的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定裝置及方法具體實(shí)現(xiàn)標(biāo)定的過程如下：

如果視覺傳感器的攝像機(jī)采用焦距1.45毫米的立鼎F123B0145WR1鏡頭，且圖像的分辨率為1225像素*1225像素，攝像機(jī)的視場(chǎng)角為190°×120°，工作距離為1500毫米。標(biāo)定靶的裝置如圖1所示，兩底板張開的角度為125°，每個(gè)標(biāo)定板中特征點(diǎn)個(gè)數(shù)為121個(gè)，特征點(diǎn)間距為50mm。

根據(jù)上述步驟所述方法，對(duì)攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行非線性優(yōu)化，得到的結(jié)果如下表所示：

本實(shí)用新型公開的基于立體標(biāo)定靶的多路魚眼相機(jī)標(biāo)定方法采用一種新的折疊式標(biāo)定靶來實(shí)現(xiàn)鏡頭內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定靶中兩塊標(biāo)定板圖像信息的采集，且不存在圖像遮擋，減少了標(biāo)定圖像采集數(shù)量，另外，根據(jù)已知的立體標(biāo)定靶和鏡頭之間的位置關(guān)系，對(duì)鏡頭內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，大大提高了相機(jī)標(biāo)定的精度。

以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。