一种摄像机外参确定方法、装置及外参标定系统与流程

本技术涉及计算机软件，特别是涉及一种摄像机外参确定方法、装置及外参标定系统。

背景技术：

1、在一些特定的应用场景下，必须通过获取摄像机的经纬度、高度、下倾角等空间参数来进一步确定该摄像机的拍摄范围。所以，对于摄像机空间参数的准确标定，对于应用效果具备至关重要的影响。

2、目前，对摄像机的标定还是需要依赖于人工采集摄像机的信息，但是对于需大量标定摄像机的情况下，采用采集的方式对摄像机进行标定，标定效率过低。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种摄像机外参确定方法、装置及外参标定系统，以实现提高摄像机标定的效率过低的问题。具体技术方案如下：

2、在本技术的第一方面，提供了一种摄像机外参确定方法，所述方法包括：

3、获取参考物的真实尺寸、所述参考物在多个时刻所处的空间位置以及待标定摄像机在各所述时刻拍摄所述参考物得到的参考物图像；其中，所述参考物处于各所述空间位置时朝向待标定摄像机的面为曲率半径大小相同的球面；

4、根据所述真实尺寸、各所述空间位置、所述待标定摄像机的内参以及各所述参考物图像中所述参考物的成像尺寸，确定所述待标定摄像机所处的目标位置；

5、根据各所述空间位置、所述目标位置以及各所述成像尺寸，确定所述待标定摄像机的偏转角。

6、在一种可能的实现方式中，所述根据各所述空间位置、所述目标位置以及各所述成像尺寸，确定所述待标定摄像机的偏转角，包括：

7、根据各所述空间位置、所述目标位置以及各所述成像尺寸，确定相对夹角，其中，所述相对夹角为各所述空间位置相对所述待标定摄像机的方位与所述待标定摄像机的朝向之间的夹角；

8、根据各所述空间位置、所述目标位置，计算各所述空间位置相对所述待标定摄像机的方位与竖直方向的夹角，作为方位角；

9、根据所述相对夹角和所述方位角，确定所述待标定摄像机的偏转角。

10、在一种可能的实现方式中，所述根据各所述空间位置、所述目标位置以及各所述成像尺寸，确定所述待标定摄像机的偏转角，还包括：

11、针对同一焦距，从同一空间位置处拍摄得到的成像尺寸中确定最大成像尺寸；

12、确定拍摄得到所述最大成像尺寸所属参考物图像时所述参考物所处的空间位置，作为正视空间位置；

13、根据所述正视空间位置、所述目标位置，确定所述待标定摄像机的偏转角。

14、在一种可能的实现方式中，所述根据所述真实尺寸、各所述空间位置、所述待标定摄像机的内参以及各所述参考物图像中所述参考物的成像尺寸，确定所述待标定摄像机所处的目标位置，包括：

15、根据所述待标定摄像机的焦距、所述真实尺寸以及至少三个所述空间位置拍摄得到的参考图像中的所述成像尺寸，分别确定所述至少三个所述空间位置距离所述待标定摄像机之间的距离，作为各所述空间位置对应的物距；

16、确定距离所述至少三个空间位置中每个空间位置的距离为所述空间位置对应的物距的位置，作为所述待标定摄像机所处的目标位置。

17、在一种可能的实现方式中，所述根据所述真实尺寸、各所述空间位置、所述待标定摄像机的内参以及各所述参考物图像中所述参考物的成像尺寸，确定所述待标定摄像机所处的目标位置，包括：

18、建立所述空间位置、所述参考物距离所述待标定摄像机之间的距离以及所述目标位置之间的理论对应关系；

19、根据所述理论对应关系，确定所述待标定摄像机的目标位置。

20、在本技术的第二方面，提供了一种摄像机外参确定装置，所述装置包括：

21、获取模块，用于获取参考物的真实尺寸、所述参考物在多个时刻所处的空间位置以及待标定摄像机在各所述时刻拍摄所述参考物得到的参考物图像；其中，所述参考物处于各所述空间位置时朝向待标定摄像机的面为曲率半径大小相同的球面；

22、目标位置确定模块，用于根据所述真实尺寸、各所述空间位置、所述待标定摄像机的内参以及各所述参考物图像中所述参考物的成像尺寸，确定所述待标定摄像机所处的目标位置；

23、偏转角确定模块，用于根据各所述空间位置、所述目标位置以及各所述成像尺寸，确定所述待标定摄像机的偏转角。

24、在一种可能的实现方式中，所述偏转角确定模块，具体用于根据各所述空间位置、所述目标位置以及各所述成像尺寸，确定相对夹角，其中，所述相对夹角为各所述空间位置相对所述待标定摄像机的方位与所述待标定摄像机的朝向之间的夹角；

25、根据各所述空间位置、所述目标位置，计算个所述空间位置相对所述待标定摄像机的方位与竖直方向的夹角，作为方位角；

26、根据所述相对夹角和所述方位角，确定所述待标定摄像机的偏转角。

27、所述偏转角确定模块，具体用于针对同一焦距，从同一空间位置处拍摄得到的成像尺寸中确定最大成像尺寸；

28、确定拍摄得到所述最大成像尺寸所属参考物图像时所述参考物所处的空间位置，作为正视空间位置；

29、根据所述正视空间位置、所述目标位置，确定所述待标定摄像机的偏转角；

30、所述目标位置确定模块，具体用于根据所述待标定摄像机的焦距、所述真实尺寸以及至少三个所述空间位置拍摄得到的参考图像中的所述成像尺寸，分别确定至少三个所述空间位置距离所述待标定摄像机之间的距离，作为各所述空间位置对应的物距；

31、确定距离所述至少三个空间位置中每个空间位置的距离为所述空间位置对应的物距的位置，作为所述待标定摄像机所处的目标位置。所述目标位置确定模块，具体用于建立所述空间位置、所述参考物距离所述待标定摄像机之间的距离以及所述目标位置之间的理论对应关系；

32、根据所述理论对应关系，确定所述待标定摄像机的目标位置。

33、在本技术的第三方面，提供了一种电子设备，其特征在于，包括：

34、存储器，用于存放计算机程序；

35、处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面所述的方法。

36、在本技术的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一所述的系统。

37、在本技术的第五方面，提供了一种摄像机外参标定系统，其特征在于，所述系统包括：

38、载具设备、参考物、信息采集设备以及如第三方面所述的电子设备；

39、所述载具设备用于搭载所述参考物，并在待标定摄像机的视野范围内运动；

40、所述参考物处于各空间位置时朝向待标定摄像机的面为曲率半径大小相同的球面；

41、所述信息采集设备用于在多个不同时刻采集所述参考物所处的空间位置，并将各所述空间位置和各所述时刻对应地发送至所述电子设备；

42、所述电子设备，用于接收所述参考物的真实尺寸、各所述空间位置、以及所述待标定摄像机在各所述时刻拍摄所述参考物得到的参考物图像，以实现如第一方面所述的方法。

43、本技术实施例有益效果：

44、本技术实施例提供的一种摄像机外参确定方法、装置及外参标定系统，可以通过获取参考物的真实尺寸、参考物的成像尺寸图像和待标定摄像机的内参，其中，参考物在各个空间位置时朝向待标定摄像机的面为曲率半径大小相同的球面，在测量参考物的真实尺寸和成像尺寸时，只涉及到半径，即成像半径和真实半径，在后续需要将真实尺寸和成像尺寸对应起来时，只需将其半径进行对应即可，因此，可以在待标定摄像机所处的目标位置未知的情况下，建立真实尺寸和成像尺寸之间的对应关系。结合高斯成像定理可知，在待标定摄像机的内参已知的情况下，通过拍摄到的参考物图像，可以确定出目标位置距离各空间位置的距离。结合三点定位法则可以确定出目标位置，通过目标位置和参考物的空间位置以及各成像尺寸即可确定出待标定摄像机的偏转角。本技术中，仅需要参考物的真实尺寸、空间位置以及待标定摄像机的内参和待标定摄像机拍摄参考物图像，无需人工获取待标定摄像机的任何外参，即可计算得到待标定摄像机的外参进而实现对待标定摄像机的标定，提高了标定摄像机的效率。

45、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。