證在整個標(biāo)定過程中標(biāo)定靶標(biāo)至少放置在三個不同的位置上，為了保證標(biāo)定的精度，通常放置在10次左右的不同位置上。
[0020]在兩相機(jī)旁邊分別安裝一個直射標(biāo)定靶標(biāo)平面的光源，確保整個靶標(biāo)平面都能受到光照，使靶標(biāo)的角點(diǎn)特征更加明顯。為了使標(biāo)定靶標(biāo)上角點(diǎn)特征更加明顯，使兩面光源均直射靶標(biāo)平面，確保整個靶標(biāo)都能受到光照。
[0021]如圖3所示是本發(fā)明的流程圖，基于上述所述標(biāo)定靶標(biāo)的標(biāo)定方法，包括以下步驟:
步驟一、擺放標(biāo)定靶標(biāo)，該標(biāo)定靶標(biāo)上刻蝕的多個孔洞的大小、孔洞的位置、孔洞的角點(diǎn)位置坐標(biāo)均為已知的；將標(biāo)定靶標(biāo)固定放置在兩互相直視的第一相機(jī)、第二相機(jī)之間的共同視場內(nèi)的任意位置上，第一相機(jī)設(shè)置在標(biāo)定靶標(biāo)的正面，第二相機(jī)設(shè)置在標(biāo)定靶標(biāo)的背面；
步驟二、采用標(biāo)定靶標(biāo)標(biāo)定第一相機(jī)和第二相機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)包括鏡頭焦距、傳感器尺寸、鏡頭畸變系數(shù)、鏡頭光學(xué)中心、圖像傳感器中心偏差；
步驟三、在所述第一相機(jī)旁設(shè)置第一面光源，第二相機(jī)旁設(shè)置第二面光源；
步驟四、打開第二面光源，發(fā)出平行光垂直照射在標(biāo)定靶標(biāo)的背面，用第一相機(jī)采集標(biāo)定靶標(biāo)的正面圖像；打開第一面光源，發(fā)出平行光垂直照射在標(biāo)定靶標(biāo)的正面，用第二相機(jī)采集標(biāo)定靶標(biāo)的背面圖像；
步驟五、改變標(biāo)定靶標(biāo)的擺放姿態(tài)η次，在每次改變標(biāo)定靶標(biāo)的擺放姿態(tài)時重復(fù)步驟四，其中，η為大于2的整數(shù)；為了確保標(biāo)定的精度，通常η取為10左右的整數(shù)，比如8或者9或者10 ;
步驟六、對采集到的所有擺放姿態(tài)不同的標(biāo)定靶標(biāo)的圖像進(jìn)行處理，作雙目角點(diǎn)匹配，并結(jié)合孔洞的角點(diǎn)位置坐標(biāo)來定量求解第一相機(jī)和第二相機(jī)之間的空間結(jié)構(gòu)參數(shù)，完成標(biāo)定。
[0022]上述步驟六對標(biāo)定靶標(biāo)圖像的具體處理方法是:
對于每一個標(biāo)定靶標(biāo)位置，通過分別檢測圖像中的孔洞的角點(diǎn)信息并將其與空間中的靶標(biāo)角點(diǎn)建立一一匹配對應(yīng)關(guān)系，可以計算得到雙目圖像各自到靶標(biāo)平面的單應(yīng)矩陣，該單應(yīng)矩陣包含了第一相機(jī)、第二相機(jī)相對標(biāo)定靶標(biāo)的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移變換，其中，R1是第一相機(jī)對帶有孔洞的標(biāo)定靶標(biāo)的旋轉(zhuǎn)矩陣，1\是第一相機(jī)對帶有孔洞的標(biāo)定靶標(biāo)的平移變換，R2是第二相機(jī)對帶有孔洞的標(biāo)定靶標(biāo)的旋轉(zhuǎn)矩陣，T2是第二相機(jī)對帶有孔洞的標(biāo)定靶標(biāo)的平移變換。以該單應(yīng)矩陣作為轉(zhuǎn)換中介，可以通過如下公式得到第一相機(jī)、第二相機(jī)之間的旋轉(zhuǎn)矩陣R與平移變換T矩陣:
R=R2(R1)T(I)
T=T2-RT1(2)
其中，R為第一相機(jī)、第二相機(jī)之間的旋轉(zhuǎn)矩陣，T為第一相機(jī)、第二相機(jī)之間的平移矩陣。R和T實(shí)際上表征了兩相機(jī)之間的空間相對位置關(guān)系。通過使用多幅靶標(biāo)圖像來進(jìn)行標(biāo)定，可以進(jìn)一步提尚標(biāo)定精度，并最終完成雙目直視相機(jī)的標(biāo)定過程。
[0023]本發(fā)明采用的以上技術(shù)彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)不能有效對互相直視的兩相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的缺陷，使用的具有方形孔洞的標(biāo)定靶標(biāo)易于制作，可同時對雙目相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)以其空間位置關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定過程簡單可靠；采用面光源直射標(biāo)定靶標(biāo)的方式使得靶標(biāo)角點(diǎn)特征更加明顯，容易尋找到相應(yīng)角點(diǎn)，這樣可以有效提高雙目直視相機(jī)空間位置關(guān)系的標(biāo)定精度和穩(wěn)定性。
[0024]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙目直視相機(jī)的標(biāo)定靶標(biāo)，其特征在于，包括平面鋼板，該平面鋼板上刻蝕有多個易識別角點(diǎn)的孔洞，所述孔洞的大小相同且排列成M行XN列，每行以及每列中相鄰孔洞的間距是相等的；其中，M為正整數(shù)，N為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙目直視相機(jī)的標(biāo)定靶標(biāo)，其特征在于，所述平面鋼板的形狀為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙目直視相機(jī)的標(biāo)定靶標(biāo)，其特征在于，所述孔洞為方形孔洞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙目直視相機(jī)的標(biāo)定靶標(biāo)，其特征在于，所述平面鋼板的厚度小于0.01mm。
5.基于權(quán)利要求1所述標(biāo)定靶標(biāo)的標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，包括第一相機(jī)、第二相機(jī)、設(shè)置在第一相機(jī)與第二相機(jī)之間的標(biāo)定靶標(biāo)、第一面光源、第二面光源和處理模塊；其中， 第一相機(jī)，設(shè)置在標(biāo)定靶標(biāo)的正面，用于采集標(biāo)定靶標(biāo)的正面圖像并輸出至處理模塊； 第二相機(jī)，設(shè)置在標(biāo)定靶標(biāo)的背面，用于采集標(biāo)定靶標(biāo)的背面圖像并輸出至處理模塊； 第一面光源，設(shè)置在第一相機(jī)旁，用于發(fā)出平行光垂直照射在標(biāo)定靶標(biāo)的正面； 第二面光源，設(shè)置在第二相機(jī)旁，用于發(fā)出平行光垂直照射在標(biāo)定靶標(biāo)的背面； 處理模塊，用于對接收到的標(biāo)定靶標(biāo)的正面圖像、背面圖像進(jìn)行處理，得到第一相機(jī)和第二相機(jī)之間的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
6.基于權(quán)利要求1所述標(biāo)定靶標(biāo)的標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、擺放標(biāo)定靶標(biāo)，該標(biāo)定靶標(biāo)上刻蝕的多個孔洞的大小、孔洞的位置、孔洞的角點(diǎn)位置坐標(biāo)均為已知的；將標(biāo)定靶標(biāo)固定放置在兩互相直視的第一相機(jī)、第二相機(jī)之間的共同視場內(nèi)的任意位置上，第一相機(jī)設(shè)置在標(biāo)定靶標(biāo)的正面，第二相機(jī)設(shè)置在標(biāo)定靶標(biāo)的背面； 步驟二、采用標(biāo)定靶標(biāo)標(biāo)定第一相機(jī)和第二相機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)； 步驟三、在所述第一相機(jī)旁設(shè)置第一面光源，第二相機(jī)旁設(shè)置第二面光源； 步驟四、打開第二面光源，發(fā)出平行光垂直照射在標(biāo)定靶標(biāo)的背面，用第一相機(jī)采集標(biāo)定靶標(biāo)的正面圖像；打開第一面光源，發(fā)出平行光垂直照射在標(biāo)定靶標(biāo)的正面，用第二相機(jī)采集標(biāo)定靶標(biāo)的背面圖像； 步驟五、改變標(biāo)定靶標(biāo)的擺放姿態(tài)η次，在每次改變標(biāo)定靶標(biāo)的擺放姿態(tài)時重復(fù)步驟四；其中，η為大于2的整數(shù)； 步驟六、對采集到的所有擺放姿態(tài)不同的標(biāo)定靶標(biāo)的圖像進(jìn)行處理，作雙目角點(diǎn)匹配，并結(jié)合孔洞的角點(diǎn)位置坐標(biāo)來定量求解第一相機(jī)和第二相機(jī)之間的空間結(jié)構(gòu)參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)定方法，其特征在于，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)包括鏡頭焦距、傳感器尺寸、鏡頭畸變系數(shù)、鏡頭光學(xué)中心、圖像傳感器中心偏差。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的標(biāo)定方法，其特征在于，所述η為8或9或10。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙目直視相機(jī)的標(biāo)定靶標(biāo)，包括平面鋼板，該平面鋼板上刻蝕有多個易識別角點(diǎn)的孔洞，所述孔洞的大小相同且排列成M行×N列，每行中相鄰孔洞的間距是相等的，每列中相鄰孔洞的間距是相等的；其中，M為正整數(shù)，N為正整數(shù)。本發(fā)明還公開了一種雙目直視相機(jī)的標(biāo)定系統(tǒng)，包括第一相機(jī)、第二相機(jī)、設(shè)置在第一相機(jī)與第二相機(jī)之間的標(biāo)定靶標(biāo)、第一面光源、第二面光源和處理模塊。本發(fā)明還公開了一種雙目直視相機(jī)的標(biāo)定方法。在標(biāo)定過程中，標(biāo)定靶標(biāo)放置于兩互相直視的相機(jī)的共同視場內(nèi)的若干不同位置上，兩相機(jī)采集標(biāo)定靶標(biāo)圖像并通過匹配孔洞標(biāo)志點(diǎn)的方法來確定兩相機(jī)間的空間結(jié)構(gòu)參數(shù)。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104680535
【申請?zhí)枴緾N201510101490
【發(fā)明人】張益昕, 戚力, 王順, 張超, 張旭蘋
【申請人】南京大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月6日