一种双目摄像机定位校准方法
【专利摘要】本发明提出一种双目摄像机定位校准方法，定位摄像机安装到工作平台，通过简单的辅助仪器将其调整至水平状态，然后通过采用单目定位测量算法拍摄标定过的特征点图像并解算出特征点空间位置，最后通过计算得到两个摄像机的安装偏差角，从而实现对双目摄像机的校准。本发明能准确、快速的测量双目摄像机的安装偏差角，并用其来校准定位结果。
【专利说明】
-种双目摄像机定位校准方法
技术领域
[0001 ]本发明属于机器视觉的技术领域，尤其设及一种双目摄像机定位校准方法。
【背景技术】
[0002] 双目视觉定位是一种常见的视觉定位方法，它的定位算法简单，定位精度高，对目 标特征点没有特殊要求，因此具有广泛的适用性。
[0003] 双目摄像机安装到工作平台时会发生安装偏差，从而导致两个摄像机的光轴不平 行，运将导致计算定位目标时会发生较大误差。为了消除运种误差，除了安装过程中提高安 装精度，尽量减小安装误差，将最终的定位误差控制在可接受的范围内。还可W通过测量定 位摄像机的安装偏差角，用安装偏差角来修正最终的计算结果，也能保证最终的定位精度。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种双目摄像机定位 校准方法，W实现准确、快速的双目摄像机安装偏差角的测量，并用其来校准定位结果。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种双目摄像机定位校准方法， 其特征在于，包括如下步骤：
[0006] SI)设备安装，将第一定位摄像机和第二定位摄像机左右对称安装在工作平台上， 在X轴和y轴方向上将定位摄像机安装调水平，调整定位摄像机Z轴方向使其与两个定位摄 像机的连线垂直；
[0007] S2)标定特征点，将经过标定的特征点置于定位摄像机视场中进行拍摄，调整特征 点位置，使特征点在y轴方向处于定位摄像机的视场中央；
[000引S3)特征点单目定位，保持特征点空间位置不动，采用单目定位算法，第一定位摄 像机和第二定位摄像机分别测得特征点相对于定位摄像机的空间位置坐标ClUl, 0，Zl)和 Cr(Xr,0,Zr)；
[0009] S4)坐标系旋转运算，将ClW原点0为中屯、，[-a,+a]为区间，a为最大偏差值，0为步 长进行坐标系旋转运算，得到一组坐标A;将CrW原点0'为中屯、，[-a,+a]为区间，峽J步长进 行坐标系旋转运算，旋转后再进行坐标系平移，使得0 '与0重合，得到一组坐标B;
[0010] S5)计算安装偏差角，将A、B两组点坐标配对计算，找出A组中与B组中距离最近的 两个点A[i]和B[j]，A[i]对应的旋转角即为第一定位摄像机的安装偏差角，B[j]对应的旋 转角即为第二定位摄像机的安装偏差角。
[0011] 本发明的有益效果是:提供一种双目摄像机定位校准方法，实现准确、快速的双目 摄像机安装偏差角的测量，并用其来校准定位结果。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明一个实施例的定位摄像机坐标系的示意图。
[0013] 图2为本发明一个实施例的双目摄像机的测量坐标系的示意图。
[0014] 其中：I.第一定位摄像机，2.第二定位摄像机。
【具体实施方式】
[0015] 为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0016] 提供一种双目摄像机定位校准方法，包括如下步骤：
[0017] 1.第一定位摄像机和第二定位摄像机左右对称安装在工作平台上在X轴和y轴方 向上将摄像机安装调水平(摄像机坐标系见图1)，定位摄像机安装时可W使用水平仪等辅 助工具，运样下面仅有Z轴在水平方向的偏差需要测量标定；
[0018] 2.调整定位摄像机Z轴方向与两个定位摄像机连线基本垂直即可(见图2)定位摄 像机Z轴水平偏差应小于系统设定的最大偏差值a;
[0019] 3.将特征点C置于定位摄像机视场中进行拍摄；
[0020] 4.调整特征点位置，使特征点在y轴方向处于摄像机的视场中央，即定位摄像机与 目标特征点处于同一水平面，将立体几何问题简化为平面几何问题，达到简化计算的目的；
[0021] 5.保持特征点空间位置不动，两个定位摄像机使用单目定位算法计算特征点C的 空间坐标;左摄像机和右摄像机分别测得特征点相对于拍摄摄像机的空间位置坐标分别为 Cl(Xl，0，Zl)和 Cr(Xr，0，Zr);
[0022] 6.第一定位摄像机测得的特征点坐标，W原点0为中屯、，[-a,+a]为区间，0为步长 进行坐标系旋转运算，得到一组坐标A。下面是算法的类打吾言伪代码描述：
[0023]
[0024] 7.第二定位摄像机测得的特征点坐标，W原点0'为中屯、，[-a,+a]为区间，峽J步长 进行坐标系旋转运算，旋转后再进行坐标系平移H，使得0'与0重合，得到一组坐标B。下面是 算法的类打吾言伪代码描述：
[0027] 8.将A、B两组点坐标配对计算，找出A组中与B组中距离最近的两个点A[ i]和B[ j];
[0025]
[0026]
[002引 /
[0029] 9.A[i]对应的旋转角即为左摄像机的安装偏差角；
[0030] Delta_L= 目-Q;
[0031] 10.B[j]对应的旋转角即为右摄像机的安装偏差角；
[0032] De1ta_R 二 目-Q D
【主权项】
1. 一种双目摄像机定位校准方法，其特征在于，包括如下步骤： 51) 设备安装，将第一定位摄像机和第二定位摄像机左右对称安装在工作平台上，在X 轴和y轴方向上将定位摄像机安装调水平，调整定位摄像机z轴方向使其与两个定位摄像机 的连线垂直； 52) 标定特征点，将经过标定的特征点置于定位摄像机视场中进行拍摄，调整特征点位 置，使特征点在y轴方向处于定位摄像机的视场中央； 53) 特征点单目定位，保持特征点空间位置不动，采用单目定位算法，第一定位摄像机 和第二定位摄像机分别测得特征点相对于定位摄像机的空间位置坐标a(XL，o，z L)和CR(XR， 〇,Zr)； 54) 坐标系旋转运算，将α以原点0为中心，[-α，+α ]为区间，α为最大偏差值，β为步长进 行坐标系旋转运算，得到一组坐标A;将Cr以原点0 '为中心，[-α，+α ]为区间，β为步长进行坐 标系旋转运算，旋转后再进行坐标系平移，使得〇 '与〇重合，得到一组坐标Β; 55) 计算安装偏差角，将Α、Β两组点坐标配对计算，找出Α组中与Β组中距离最近的两个 点A[i]和B[j]，A[i]对应的旋转角即为第一定位摄像机的安装偏差角，B[j]对应的旋转角 即为第二定位摄像机的安装偏差角。
【文档编号】G06T7/00GK106023237SQ201610436661
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】田哲文, 刘雨薇
【申请人】武汉理工大学