专利名称：求解摄像机内参数的两个同心圆标定物的制作方法
技术领域：
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两个同心圆标定物。
背景技术：
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。在大多数条件下，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。该标定物是由两个同心圆和一个圆上不在同一条直线上的任意两个点组成。在求解摄像机内参数的过程中，只需摄像机从不同方位拍摄3幅图像就可以线性求解出5个摄像机内参数。本实用新型采用如下技术方案本实用新型是由两个不同大小的同心圆和一个圆上不在同一条直径上的任意两点构成的用于摄像机自标定的标定物。对于每个圆的大小不做要求，标定物上的两个点可以在任意的一个圆上，但不在圆的同一条直径上。本实用新型优点(1)该标定物制作简单，用圆规画出两个不同大小的同心圆，然后在一个圆上选取不在同一直径上的两个点即可。(2)对该标定物的物理尺度没有要求，无需知道圆的位置及各点的世界坐标。(3)只需用摄像机从不同方位拍摄3幅图像便可线性求解出摄像机的5个内参数。
图1是用于求解摄像机内参数的标定物结构示意图。图2是两个正交方向上的消影点求解原理。图3是两个圆环点的像的坐标求解原理。
具体实施方式
一种用于求解摄像机内参数的标定物，它是由两个同心圆和一个圆上不在同一条直线上的两点构成的。检测出图像上各曲线方程和两个点的坐标，求出同心圆圆心的投影坐标，计算出两个点关于圆心的像在该曲线上的对应点，根据四个点所在直线的交点得到两个正交方向上的消影点；根据圆环点的对偶二次曲线的理论可以计算出图像平面上的一条消影线，计算消影线与圆的投影曲线的交点获得两个圆环点的像的坐标。利用正交方向上的消影点或圆环点的像对绝对二次曲线的约束，建立关于绝对二次曲线的方程。对得到的绝对二次曲线的方程进行Cholesky分解，从而获得摄像机内参数。 求解平面模板两正交方向上消影点和圆环点的像的坐标原理如图1，两个同心圆的大小任意，圆上两点A，B不在同一条直径上。首先计算出同心圆的圆心在图像平面上的投影坐标O，检测出A，B的像点a，b，然后求出a，b两点关于ο点在圆的投影曲线上的对应点a'，b'，如图2，根据直线交点，便可计算出两正交方向消影点Vl，v2。根据圆环点的对偶二次曲线G的原理，如图3，可以计算出图像平面上的一条消影线L00，根据消影线与圆的投影曲线的交点便可得到两个圆环点的像的坐标I，J。正交方向上的消影点或圆环点的像关于绝对二次曲线共轭，进而得到关于绝对二次曲线的方程。对得到的绝对二次曲线的方程进行Cholesky分解，从而获得摄像机内参数。
权利要求1. 一种用于求解摄像机内参数的同心圆标定物，其特征在于此标定物是由两个同心圆和在其中一个圆上不在一条直径上的两点构成。
专利摘要本实用新型公开了一种用于线性求解摄像机5个内参数的标定物。其特征是由两个不同大小的同心圆和其中一个圆上不在同一条直径上的两个点构成。在实际应用过程中，不需要知道标定物上圆的任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G06T7/00GK202230518SQ20112034641
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者赵越, 陈旭 申请人:云南大学