专利名称：求解摄像机内参数的共中心的两个相同的相交椭圆标定物的制作方法
技术领域：
求解摄像机内参数的共中心的两个相同的相交椭圆标定物技术领域[0001]本实用新型属于计算机研究领域，涉及一种用于求解摄像机内参数的共中心的两个相同的相交椭圆标定物。
背景技术：
[0002]计算机视觉的基本任务之一，就是从摄像机获得的二维图像信息出发恢复物体在三维空间中的几何信息,从而识别和重建三维空间中物体的几何形状。在此过程中必须确定空间物体点的三维几何位置与其图像中的对应点之间的相互关系，而这种关系又是由摄像机成像的几何模型决定的，这些几何模型的参数就是摄像机参数。在大多数情况下，这些参数都是通过实验得到的，这就是摄像机标定。它一般分为传统标定和自标定两种方法，无论哪种标定方法，标定物体都是采用一些特殊的几何模型，例如:平面正方形、三角形，圆，空间立方体、圆柱等等。如何建立这些几何模型与摄像机参数之间的关系尤其是某种线性的关系，是目前摄像机标定所追求的目标，也是目前计算机视觉领域研究的热点之一。发明内容[0003]本实用新型提供了一种制作简单，适用广泛，稳定性好的用于求解摄像机内参数的标定物。该标定物是由共中心的两个相同相交椭圆构成。[0004]本实用新型采用如下技术方案:[0005]本实用新型是由共中心的两个相同相交椭圆构成，且两个椭圆大小相同，椭圆的中心重合，用于摄像机自标定的标定物。在求解摄像机内参数的过程中，只需摄像机选取适当的不同方位拍摄标定物，五幅图像即可线性解出摄像机内参数。[0006]本实用新型优点:[0007](I)对该标定物的物理尺度没有要求，无需知道各点的世界坐标。[0008](2)稳定性好，使用广泛，只要标定物位于摄像机视场，能方便拍摄到含标定物的图像。[0009](3)简化操作，选取适当的不同角度拍摄五幅图像即可线性解出摄像机内参数。
[0010]图1是标定物的结构示意图。[0011]图2是标定物的求解正交方向上的消失点原理图。
具体实施方式
[0012]一种用于摄像机自标定的标定物，它是由两个完全相同的椭圆构成，且两个椭圆公中心。检测到图像上椭圆的边缘点，用最小二乘法拟合椭圆得到椭圆的两个方程，联立方程求解两个椭圆的四个交点，由于两个椭圆大小相同，并且共中心。顺次连接椭圆的四个交点，组成一个菱形，其对角线相互垂直平分，有交比不变性可以求得一对正交方向上的消失点。利用正交方向上的消失点对绝对二次曲线的约束，建立关于绝对二次曲线的方程，联立计算出摄像机内参数。[0013]标定物结构示意图如图1所示，两个共中心的两个相同的相交椭圆，Qr 02是共中心的两个相同的相交椭圆，A B、C' D是两椭圆相交的交点。由于两个椭圆是相同的，由图像的对称性知:A B' a ￡)组成一个菱形，与5C垂直，J￡)与5C相交于O，且O是AD与SC的中点。崖)方向的无穷远点为召，SC方向的无穷远点为马，即有04D，OP1^-1ABC, OP2)=-1。如图2，在像平面，用Matlab函数提取椭圆的边缘点，用最小二乘拟合椭圆曲线，椭圆的方程4、4 ,求解两椭圆的四个交点冬By Cr D1,即4 Sr cr A分别是A B' C、￡)的像点。由交比不变性:C4A，ΟιΛ)=-1 ,其中jv p2分别是S1C1方向的消失点，也是巧、巧的像。利用正交方向上的消失点对绝对二次曲线的约束，建立关于绝对二次曲线的方程，只需要五幅图片就可以线性求解摄像机的内参 数。
权利要求1.一种用于求解摄像机内参数的相交椭圆标定物，其特征在于标定物是由共中心的两 个相同相交椭 圆构成。
专利摘要本实用新型公开了一种用于线性求解摄像机内参数的标定物。其特征是共中心的两个相同的相交椭圆构成。实际应用中不需要知道标定物上的几何信息和点的物理坐标。本实用新型具有制作简单，适用广泛、稳定性好、简化操作等特点。
文档编号G06T7/00GK202976209SQ20122070021
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者赵越, 余敦来 申请人:云南大学