双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法
【专利摘要】本发明公开一种双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法，是按照如下方式进行的：（1）确定图像主点坐标；（2）拍摄平面靶标；（3）分析左右图像主点在平面靶标上对应点的分布情况；（4）平移靶标；（5）测距并完成会聚点的定位。本发明的原理为：双视点立体摄像机的左右单元镜头光轴的会聚点位于某一可视物体表面时，其左右对应点具有一致性。若左右单元镜头光轴的会聚点没有位于某一可视物体表面时，其左右对应点具有差异性。本发明通过观察左右对应点差异，从而求取双视点立体摄像机会聚点的空间位置。该方法简单、高效、精度高，其适用性较为广泛。
【专利说明】 双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法
【技术领域】
[0001]本发明属于双视点立体摄像机【技术领域】，具体涉及一种双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法。
【背景技术】
[0002]人类获取信息的主要方式是通过视觉感知。依托近些年来计算机和通信技术的大力发展，人类需要越来越多的3D影像来替代原有的2D影像。3D影像能带给人们前所未有的视觉上的冲击和身体上的沉浸感。近些年来基于双目立体摄像机系统所制作的3D照片、3D电视节目、3D电影等越来越多地进入大众精神文化生活中。如图1和图2所示，现阶段双视点3D影像的拍摄手法主要有会聚法拍摄和平行法拍摄两种方式。会聚法拍摄时，左摄像机的镜头I和右摄像机的镜头2光轴向内侧倾斜并相交于一点——会聚点。平行法拍摄时左摄像机的镜头I和右摄像机的镜头2光轴平行不相交，所有被拍摄物体3在3D荧幕上都呈现负视差，并且距离摄像机越近视差越大，因此3D影像的实拍主要采用会聚法拍摄。
[0003]会聚法拍摄主要依据人的视觉原理:当人眼准备观察某物体时，左右眼的视线将聚焦到该物体上，使该物体在人眼中清晰成像且在人的成像视野中为最精细部分。在使用会聚法拍摄时，应使左右单元镜头光轴会聚到被拍摄物体上。
[0004]在进行立体拍摄时，左右摄像机的高度、旋转等与摄像机位置和角度有关的参数、焦距、光轴可通过摄像机和机架进行调整，调整时需要使用3D专用校正测试卡和具有3D测试功能的监视器，使左右单元镜头光轴会聚到被拍摄物体上。3D专用校正测试卡和具有3D测试功能的监视器价格不菲且系统结构复杂，所以不适用于许多小型双视点立体影像拍摄场合。
[0005]另外，对于左右单元镜头相对位置未知且已固定的(无法调整)会聚型双视点立体摄像机来说，其左右单元镜头光轴虽已呈现会聚状态但却无法得知其会聚点所处的空间位置。另一方面，对于可调整的双视点立体摄像机来说。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是双视点立体摄像机的会聚点难以确定，提供一种双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法，其使用方便，成本低。
[0007]本发明的技术方案是以下述方式实现的:一种双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法，是按照如下方式进行的:
(O确定图像主点坐标，若左右单元镜头为高精度镜头，则其理想主点即为实际主点；如图像传感器的实际最大分辨率为AXB，则该分辨率图像中的主点坐标为(A-1 B-1、
"Z ， Z );
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(2)拍摄平面靶标，在双视点立体摄像机前放置一个与立体摄像机平行的平面靶标，用立体摄像机拍摄该平面靶标，观察左右图像主点在平面靶标上对应点的位置；(3)分析左右图像主点在平面靶标上对应点的分布情况；a、若左对应点位于右对应点的左侧，则会聚点此时位于该平面祀标之后；b、若左对应点位于右对应点的右侧，则会聚点此时位于该平面靶标之前；c、若左对应点与右对应点重合，即左右对应点都为平面靶标上的同一点，则会聚点已经位于该平面靶标上；
(4)平移靶标，第一类，若出现步骤(3)中a类情况时，使平面靶标向后平移，再进行拍摄、分析结果；第二类，若出现步骤(3)中b类情况，使平面靶标向前移动，再进行拍摄、分析结果；第三类，当该平面靶标移动到某一位置时，观察到的左右对应点满足步骤(3)中c类时，停止拍摄；
(5)测距并完成会聚点的定位，当左右对应点重合时，平面靶标保持状态不变，测量平面靶标上对应点到双视点立体摄像机基线的距离即为会聚点到双视点立体摄像机的空间距离。
[0008]本发明的原理为:双视点立体摄像机的左右单元镜头光轴的会聚点位于某一可视物体表面时，其左右对应点具有一致性。若左右单元镜头光轴的会聚点没有位于某一可视物体表面时，其左右对应点具有差异性。本发明通过观察左右对应点差异，从而求取双视点立体摄像机会聚点的空间位置。该方法简单、高效、精度高，其适用性较为广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是立体摄像机会聚法拍摄状态示意图。
[0010]图2是立体摄像机平行法拍摄状态示意图。
[0011]图3是本发明中双视点立体摄像机光轴会聚点定位模式。
[0012]图4是本发明定位方法的流程图。
[0013]图5是本发明中靶标结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]一种双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法，是按照如下方式进行的:
(I)确定图像主点坐标，通过对摄像机的标定来确定双视点立体摄像机左右图像中的主点坐标，若左右单元镜头为高精度镜头，则其理想主点即为实际主点；如图像传感器的实
际最大分辨率为ΑΧΒ，则该分辨率图像中的主点坐标为
【权利要求】
1.一种双视点立体摄像机光轴会聚点的定位方法，其特征在于是按照如下方式进行的: (1)确定图像主点坐标，若左右单元镜头为高精度镜头，则其理想主点即为实际主点；如图像传感器的实际最大分辨率为AXB，则该分辨率图像中的主点坐标为(A-1 B-1 (2)拍摄平面靶标，在双视点立体摄像机前放置一个与立体摄像机平行的平面靶标，用立体摄像机拍摄该平面靶标，观察左右图像主点在平面靶标上对应点的位置； (3)分析左右图像主点在平面靶标上对应点的分布情况；a、若左对应点位于右对应点的左侧，则会聚点此时位于该平面祀标之后；b、若左对应点位于右对应点的右侧，则会聚点此时位于该平面靶标之前；c、若左对应点与右对应点重合，即左右对应点都为平面靶标上的同一点，则会聚点已经位于该平面靶标上； (4)平移靶标，第一类，若出现步骤(3)中a类情况时，使平面靶标向后平移，再进行拍摄、分析结果；第二类，若出现步骤(3)中b类情况，使平面靶标向前移动，再进行拍摄、分析结果；第三类，当该平面靶标移动到某一位置时，观察到的左右对应点满足步骤(3)中c类时，停止拍摄； (5)测距并完成会聚点的定位，当左右对应点重合时，平面靶标保持状态不变，测量平面靶标上对应点到双视点立体摄像机基线的距离即为会聚点到双视点立体摄像机的空间距离。
【文档编号】H04N13/00GK103513504SQ201210219216
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】杨蕾, 宋晓炜, 吴源昭 申请人:中原工学院