摄像机标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种摄像机标定方法及装置，属于摄像机技术领域。该方法包括：对于多组图像中的每组图像，获取一组图像中的至少八个匹配点对；确定至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，得到至少十六个方差；基于至少十六个方差从至少八个匹配点对中筛选出八个有效点对；基于多组图像中每组图像对应的八个有效点对，确定摄像机的内参矩阵，以对摄像机进行标定。由于两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，能够准确的反映两个特征点周围的像素点的灰度分布，因此通过灰度值的方差确定的有效点对的准确性将提高，进而根据该有效点对确定的摄像机的标定结果的精度也将提高。

【技术实现步骤摘要】
摄像机标定方法及装置
本专利技术涉及摄像机
，特别涉及一种摄像机标定方法及装置。
技术介绍
在图像测量过程中或者机器视觉应用中，通过摄像机拍摄的图像，可以还原出图像中的物体在空间中的三维坐标。其中，图像中的物体与对应的空间中的物体之间存在一种简单的线性关系，即[图像中的物体]＝K[空间中的物体]，K为摄像机成像的几何模型，也即是，用于表示该摄像机的内部参数的内参矩阵。通常，该内参矩阵可以通过实验计算确定，而确定该内参矩阵的过程就称为摄像机的标定。相关技术中，当进行摄像机标定时，可以利用摄像机从不同角度对同一物体进行拍摄，得到多张图像。之后，将该多张图像分成多组，每组图像包含两张图像，并通过哈里斯(Harris)角点检测方法获取每组图像中的多个匹配点对，匹配点对为空间中的物体上的一点在该组图像的两幅图像中分别对应的特征点组成的点对。当获取到多个匹配点对后，根据该多个匹配点对可以确定基础矩阵，该基础矩阵用于指示摄像机拍摄该组图像时，从一个角度转换到另一角度的过程中的平移参数、旋转参数以及该摄像机的内部参数。根据确定的基础矩阵确定摄像机拍摄该组图像中的两幅图像时光心所在的两个点的连线和摄像机拍摄的两个图像平面的交点。为了便于描述，将确定的交点称为极点，并基于该基础矩阵、极点以及Kruppa方程，确定该摄像机的内参矩阵。由于Harris角点不具有旋转不变性，因此，如果在拍摄该组图像中的两幅图像时摄像机发生了旋转，那么，从该组图像中获取的匹配点对将不准确，而匹配点对的不准确将直接降低摄像机标定结果的精度。
技术实现思路
为了解决现有技术中由于摄像机旋转造成的标定结果的精度降低的问题，本专利技术实施例提供了一种摄像机标定方法及装置。所述技术方案如下：一方面，提供了一种摄像机标定方法，所述方法包括：对于多组图像中的每组图像，获取所述一组图像中的至少八个匹配点对，所述多组图像由摄像机针对同一物体从不同的视角拍摄得到的至少三幅图像两两组合得到；确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，得到至少十六个方差，所述邻域的大小为预设大小；基于所述至少十六个方差从所述至少八个匹配点对中筛选出八个有效点对；基于所述多组图像中每组图像对应的八个有效点对，确定所述摄像机的内参矩阵，以对所述摄像机进行标定。可选地，所述确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，包括：对于所述每个匹配点对，确定所述匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值；根据所述两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，分别计算所述两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差。可选地，所述确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，包括：对于所述每个匹配点对，确定所述匹配点对包括的两个特征点中的第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，所述第一特征点为所述两个特征点中的任意一个特征点；基于所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值以及所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，确定所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差；基于所述第二特征点的邻域内的像素点的灰度值以及所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，确定所述第二特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，所述第二特征点为所述两个特征点中不同于所述第一特征点的另一个特征点。可选地，所述基于所述至少十六个方差从所述至少八个匹配点对中筛选出八个有效点对，包括：对于所述至少八个匹配点对中每个匹配点对，计算所述匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差之间的差值绝对值；对计算得到的至少八个差值绝对值进行排序，得到排序结果；基于所述排序结果，从所述至少八个匹配点对中，按照差值绝对值从小到大的顺序选择八个匹配点对作为所述八个有效点对。另一方面，提供了一种摄像机标定装置，所述装置包括：获取模块，用于对于多组图像中的每组图像，获取所述一组图像中的至少八个匹配点对，所述多组图像由摄像机针对同一物体从不同的视角拍摄得到的至少三幅图像两两组合得到；第一确定模块，用于确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，得到至少十六个方差，所述邻域的大小为预设大小；筛选模块，用于基于所述至少十六个方差从所述至少八个匹配点对中筛选出八个有效点对；第二确定模块，用于基于所述多组图像中每组图像对应的八个有效点对，确定所述摄像机的内参矩阵，以对所述摄像机进行标定。可选地，所述第一确定模块包括：第一确定子模块，用于对于所述每个匹配点对，确定所述匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值；第一计算子模块，用于根据所述两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，分别计算所述两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差。可选地，所述第一确定模块包括：第二确定子模块，用于对于所述每个匹配点对，确定所述匹配点对包括的两个特征点中的第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，所述第一特征点为所述两个特征点中的任意一个特征点；第三确定子模块，用于基于所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值以及所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，确定所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差；第四确定子模块，用于基于所述第二特征点的邻域内的像素点的灰度值以及所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，确定所述第二特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，所述第二特征点为所述两个特征点中不同于所述第一特征点的另一个特征点。可选地，所述筛选模块包括：第二计算子模块，用于对于所述至少八个匹配点对中每个匹配点对，计算所述匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差之间的差值绝对值；排序子模块，用于对计算得到的至少八个差值绝对值进行排序，得到排序结果；选择子模块，用于基于所述排序结果，从所述至少八个匹配点对中，按照差值绝对值从小到大的顺序选择八个匹配点对作为所述八个有效点对。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过一组图像中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，来对该组图像的至少八个匹配点对进行筛选，从而得到该组图像的八个有效点对，并根据该有效点对确定摄像机标定结果。在本专利技术实施例中，由于每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，能够准确的反映该匹配点对的两个特征点周围的像素点的灰度值分布，因此通过该灰度值的方差确定得到的有效点对的准确性将提高，进而根据该有效点对确定的摄像机的标定结果的精度也将得到提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1A是本专利技术实施例提供的一种摄像机标定方法的流程图；图1B是本专利技术实施例提供的匹配点对包括的特征点的邻域内像素点的灰度值的分布图；图2A是本专利技术实施例提供的一种摄像机标定装置的结构示意图；图2B是本专利技术实施例提供的一种第一确定模块的结构示意图；图2C是本专利技术实施例提供的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像机标定方法，其特征在于，所述方法包括：对于多组图像中的每组图像，获取所述一组图像中的至少八个匹配点对，所述多组图像由摄像机针对同一物体从不同的视角拍摄得到的至少三幅图像两两组合得到；确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，得到至少十六个方差，所述邻域的大小为预设大小；基于所述至少十六个方差从所述至少八个匹配点对中筛选出八个有效点对；基于所述多组图像中每组图像对应的八个有效点对，确定所述摄像机的内参矩阵，以对所述摄像机进行标定。

【技术特征摘要】
1.一种摄像机标定方法，其特征在于，所述方法包括：对于多组图像中的每组图像，获取所述一组图像中的至少八个匹配点对，所述多组图像由摄像机针对同一物体从不同的视角拍摄得到的至少三幅图像两两组合得到；确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，得到至少十六个方差，所述邻域的大小为预设大小；基于所述至少十六个方差从所述至少八个匹配点对中筛选出八个有效点对；基于所述多组图像中每组图像对应的八个有效点对，确定所述摄像机的内参矩阵，以对所述摄像机进行标定。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，包括：对于所述每个匹配点对，确定所述匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值；根据所述两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，分别计算所述两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少八个匹配点对中每个匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，包括：对于所述每个匹配点对，确定所述匹配点对包括的两个特征点中的第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，所述第一特征点为所述两个特征点中的任意一个特征点；基于所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值以及所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，确定所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差；基于所述第二特征点的邻域内的像素点的灰度值以及所述第一特征点的邻域内的像素点的灰度值的平均值，确定所述第二特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差，所述第二特征点为所述两个特征点中不同于所述第一特征点的另一个特征点。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少十六个方差从所述至少八个匹配点对中筛选出八个有效点对，包括：对于所述至少八个匹配点对中每个匹配点对，计算所述匹配点对包括的两个特征点的邻域内的像素点的灰度值的方差之间的差值绝对值；对计算得到的至少八个差值绝对值进行排序，得到排序结果；基于所述排序结果，从所述至少八个匹配点对中，按照差值绝对值从小到大的顺序选择八个匹配点对作为所述八个有效点对。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，冷佳旭，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37