专利名称：利用正四面体求解圆环点标定摄像机内参数的方法
技术领域：
本发明属于计算机视觉领域，是-进行摄像机标定的新方法。
-种利用正四面体靶标求解圆环点的图像坐标来
背景技术：
维重建是计算机视觉的主要研究方向之一，它是从摄像机中所获得的二维图像
信
息出发恢复该物体在三维空间中的几何信息的过程，从而进行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和图像中对应点之间的相 互关系，而这种相互关系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，大多数条件下这些参数都是通过实验得到的，这个过程就是摄像机标定过程。
在文献"Computer Vision :A Modern Approach，，(David A. Forsyth, Jean Ponce Faugeras著，林学闫，王宏等译.电子工业出版社，2004)中给出了一种较为常用的摄像机 几何成像模型，该模型一般简单描述为以下公式
权利要求
1.该方法利用正四面体靶标求解圆环点图像坐标进行摄像机标定，其特征在于它是由 4个任意边长的全等正三角形组成。每个面都被该三角形中心与各边中点的连线分为三个 全等的部分，并将这三部分绘制上不同的颜色，然后根据颜色分界找出各面上特征点坐标， 再分别利用各个面上的三个角线性解出摄像机内参数。具体步骤包括四面体各棱上灭点 坐标求解，四面体各面圆环点图像坐标求解，摄像机内参数矩阵(5参数)求解。(1)求解四面体各棱所在直线灭点坐标设空间四面体 ABCD，P100，P2oo，P3oo，P4oo，P5oo，P6oo分别为棱 AB，AC, BC, AD, BC, CD 所在 直线上无穷远点，其成像点分别为P1, P2，P3，P4, P5, P6。输入图像，并提取图像中的特征点坐 标，利用交比不变性求出各灭点坐标。(2)平面圆环点图像坐标求解设三角形ABC(各顶点按逆时针排列)所在平面为Π，其上圆环点为I，J，设相应图像 坐标为Hii (Χγ+ΧΛΥγ+ΥΛ D，mj (χγ-ΧΛΥγ-ΥΛ 1)。利用AB边旋转到AC边重合的角为60°， 得到关于圆环点图像坐标的方程
全文摘要
本发明涉及一种利用空间正四面体求解圆环点图像坐标进行摄像机标定的方法，对标定块拍摄一幅包含三个可视面或者两幅包含两个可视面的图像；提取图像中各边顶点及图像上各特征点的图像坐标，确定各个面上三角形的边所在直线上灭点坐标，利用拉盖尔定理逆定理求出各个面上圆环点的图像坐标，建立圆环点图像关于摄像机内参数的约束方程，线性解出摄像机内参数(包括摄像机主点坐标，有效焦距和倾斜因子)。本发明可以根据一幅图片线性求解摄像机的全部内参数。利用本发明中标定块可以实现全自动标定，减少了标定过程中由测量引起的误差。同时，由于三角形的稳定性，在进行摄像机标定过程的时候，提高了标定精度。
文档编号G06T7/00GK102103746SQ20091016320
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者王慧, 胡晓华, 赵越 申请人:云南大学