专利名称：一种基于摄像头内参估算的快速自标定方法
技术领域：
本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种基于摄像头内参估算的快速自标定方法。
背景技术：
三维重建是指根据单视图或者多视图的图像重建三维信息的过程，其方法是先对摄像机进行标定，即计算出摄像机的图象坐标系与世界坐标系的关系，然后利用多个二维图象中的信息重建出三维信息。摄像头标定通常分为两类:一类是基于测定已知长度的，如OpenCV中自带的基于标定板的摄像头标定方法；另一类是不需要已知长度的摄像头自标定，通常包括:基于主动视觉，基于Kruppa方程和分层重建的方法。但这几种方法的计算过程复杂，也都存在一定误差。其中较为简单的方法为基于主动视觉的方法。目前基于主动视觉的摄 像机内参数自标定方法可分为两类:第一类方法是通过摄像机在三维空间内作两组平移运动，来求解摄像机内参数；第二类是通过摄像机旋转，求解摄像机内参数的方法。后者在实际应用中存在严重不足，由于它要求摄像机只绕光源中心旋转，不能有任何平移，而在工程实践中摄像机光源中心难以测定，其旋转也难以保证无任何平移，因此难以实用。综合上述，目前急需提出一个对摄像头自标定问题更加有效的解决方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种准确率高、快速的摄像头自标定方法。为实现上述发明方法，包括以下步骤:SI用摄像头对同一场景，以摄像机固定点为中心，绕z轴旋转一定偏角前后,获取两张图片；S2根据图片的摘要，获得图片的宽度width和高度height，以及相机的焦距f，和设备分辨率DPI，通过公式(1)-(4)计算出摄像头的内部参数，fu = DPI*f/25.4 (I)fv = DPI*f/25.4 (2)u0 = width/2(3)v0 = height/2(4)其中fu和fv分别是图像水平和垂直方向的缩放比例，主点(Utl, Vtl)是光轴与图像平面的交点；S3对获取的两张图片使用meanshift算法，找到若干对两张图片中对应的匹配点坐标；S4根据单摄像机模型，通过公式(2)计算出摄像头的外部参数，
权利要求
1.一种基于摄像头内参估算的快速自标定方法，其特征在于，包括以下步骤: SI用摄像头对同一场景，以摄像机固定点为中心，绕Z轴旋转一定偏角前后，获取两张图片； S2根据图片的摘要，获得图片的宽度width和高度height，以及相机的焦距f，和设备分辨率DPI，通过公式(1)-(4)计算出摄像头的内部参数，
2.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，步骤SI所述的两张具有一定偏角的图片的获取，是绕摄像机固定点的z轴方向旋转较小角度，控制偏转角度在很小的范围内，从而近似绕光心所在位置的z轴方向旋转。
3.根据利要求I所述的算法，其特征在于，步骤S4所述的通过公式(2)可以直接计算出摄像头外部参数中，旋转矩阵R的X方向和y方向的旋转向量，然后根据正交单位矩阵的特性，计算出z方向的旋转向量。
4.根据权利要求1所述的算法，其特征在于，步骤S4所述的通过公式(2)可以直接计算出摄像头外部参数中，平移向量t的X方向和y方向的平移分量，z方向的平移分量认为是O。
全文摘要
本发明公开了一种基于摄像头内参估算的快速自标定方法，包括以下步骤S1用摄像头对同一场景获取两张具有一定偏角的图片；S2根据图片的摘要，计算出摄像头的内部参数；S3找到两张图片中对应的匹配点坐标；S4根据单摄像机模型，计算出摄像头的外部参数，完成摄像头的自标定。本发明与现有的摄像头自标定方法相比，具有保证准确率的条件下，更加快速的优点。
文档编号G06T7/00GK103116884SQ201210488410
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者冯琰一, 汪刚, 高峰 申请人:佳都新太科技股份有限公司