一种成像设备标定方法以及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种成像设备标定方法以及装置，该方法包括：获取相互平行的两条空间直线在待标定成像设备所摄取的目标图像上所对应的两条平面直线；获取所述空间直线上的多个空间点之间的已知距离，以及获取所述两条空间直线之间的已知距离；以所述空间直线作为标定参照物，结合所述平面直线以及所述已知距离，对所述待标定成像设备进行标定。该方法以平行空间直线作为标定参照物，在交通场景中，平行空间直线以及其上的空间点均较易获取，因此，通过使用该方法，可避免现有的针对交通场景的相机标定过程中存在的因选取标定参照物的局限性而导致相机标定的过程存在局限性的问题。限性而导致相机标定的过程存在局限性的问题。限性而导致相机标定的过程存在局限性的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种成像设备标定方法以及装置


[0001]本申请涉及领域，具体涉及一种成像设备标定方法。本申请同时涉及一种成像设备标定装置以及一种电子设备。

技术介绍

[0002]在计算机视觉、图像测量、三维场景重建等应用中，为了校正相机的镜头畸变、确定三维空间中的物理尺寸与图像的像素尺寸之间的换算关系、以及确定空间物体(或空间物体表面某点)的三维几何位置与该空间物体(或空间物体表面某点)在图像中对应的像素点的坐标之间的相互关系，需建立相机成像的几何模型，该几何模型的参数即为相机参数，求解相机参数的过程即为相机标定或摄像机标定，标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作的准确性。
[0003]相机标定过程主要为：通过建立标定参照物上坐标已知的点与其在图像上的像素点之间的对应关系，利用预定算法获得相机模型的内外参数。该过程按照标定参照物的不同，可分为基于三维立体标靶的相机标定、基于二维平面靶标的相机标定、以及基于径向约束的相机标定等。
[0004]现有的针对交通场景的相机标定方法主要包括如下两种：
[0005]方法1：采用平行车道线上的矩形作为标定参照物，标定出相机的焦距和方位信息。
[0006]方法2：在道路上寻找一组彼此间距已知的三条平行线和一条斜率已知且与平行线相交的直线作为已知的标定参照物，标定出相机的焦距和方位信息。
[0007]上述方法存在以下不足：
[0008]方法1在道路中选择一个矩形作为标定参照物，在大多交通场景中，矩形标定参照物不容易获得，标定参照物的选取存在局限性，从而导致相机标定的过程存在局限性；
[0009]方法2选取三条平行线和一条斜率已知且与平行线相交的直线作为标定参照物，在交通场景中，与平行线相交的直线同样较难获取，其在标定参照物的选取上也存在局限性，从而导致相机标定的过程存在局限性。

技术实现思路

[0010]本申请实施例提供一种成像设备标定方法、装置以及电子设备，以解决现有的针对交通场景的相机标定过程中，因选取的标定参照物存在局限性而导致相机标定的过程存在局限性的问题。
[0011]本申请实施例提供一种成像设备标定方法，包括：
[0012]获取相互平行的两条空间直线在待标定成像设备所摄取的目标图像上所对应的两条平面直线；
[0013]获取所述空间直线上的多个空间点之间的已知距离，以及获取所述两条空间直线之间的已知距离；
[0014]以所述空间直线作为标定参照物，结合所述平面直线以及所述已知距离，对所述待标定成像设备进行标定。
[0015]可选的，所述获取相互平行的两条空间直线在待标定成像设备所摄取的目标图像上所对应的两条平面直线，包括：在待标定成像设备所摄取的目标图像中选取第一平面直线和第二平面直线，所述第一平面直线在真实世界中对应第一空间直线，所述第二平面直线在真实世界中对应第二空间直线，所述第一空间直线与所述第二空间直线相互平行；
[0016]所述获取所述空间直线上的多个空间点之间的已知距离，以及获取所述两条空间直线之间的已知距离，包括：将所述第一空间直线上预先设定的多个空间点之间的已知距离作为目标空间距离，将所述第一空间直线与所述第二空间直线之间的距离作为平行线间距；
[0017]所述以所述空间直线作为标定参照物，结合所述平面直线以及所述已知距离，对所述待标定成像设备进行标定，包括：根据所述目标空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，获得对应所述目标图像的像素坐标系与对应所述真实世界的世界坐标系之间的映射关系。
[0018]可选的，所述第一空间直线上预定的多个空间点包括：依次分布于所述第一空间直线上的第一空间点、第二空间点、第三空间点；
[0019]所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点包括：与所述第一空间点相对应的第一平面点、与所述第二空间点相对应的第二平面点、与所述第三空间点相对应的第三平面点；
[0020]对应的，所述目标空间距离包括：所述第一空间点与所述第二空间点之间的第一空间距离，以及所述第一空间点与所述第三空间点之间的第二空间距离。
[0021]可选的，所述根据所述目标空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，获得对应所述目标图像的像素坐标系与对应所述真实世界的世界坐标系之间的映射关系，包括：
[0022]根据所述第一空间距离、所述第二空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，计算获得相机焦距、待标定成像设备与世界坐标系的X
w
OY
w
平面之间的第一夹角、以及所述第一空间直线或所述第二空间直线与所述X
w
OY
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平面的X
w
轴之间的第二夹角；
[0023]根据所述相机焦距导出所述像素坐标系到所述世界坐标系的内参矩阵；
[0024]根据所述第一夹角和所述第二夹角导出所述像素坐标系到所述世界坐标系的外参矩阵。
[0025]可选的，所述根据所述第一空间距离、所述第二空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，计算获得相机焦距、待标定成像设备与世界坐标系的X
w
OY
w
平面之间的第一夹角、以及所述第一空间直线或所述第二空间直线与所述X
w
OY
w
平面的X
w
轴之间的第二夹角，包括：
[0026]基于所述第二平面直线上的多个点的像素坐标进行直线拟合，获得所述第二平面直线的斜率和截距；
[0027]将所述第一空间直线和所述第二空间直线所处平面确定为所述世界坐标系的X
w
OY
w
平面，根据所述第二平面直线的斜率和截距，获得所述第一空间点、所述第二空间点以及所述第三空间点中的一个空间点与所述第二空间直线沿所述X
w
OY
w
平面的X
w
轴方向上的空间交点所对应的交点像素坐标数据；
[0028]以所述第一空间距离、所述第二空间距离、所述平行线间距、所述交点像素坐标数据、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据作为已知数据，利用针孔成像模型以及相似三角形原理进行求解，获得所述相机焦距、所述第一夹角以及所述第二夹角。
[0029]可选的，还包括：
[0030]将真实世界中所述待标定成像设备相对于所述第一空间直线和所述第二空间直线所处平面的已知距离作为待标定成像设备高度；
[0031]根据所述待标定成像设备高度，对所述世界坐标系进行位置变换，获得建筑信息模型坐标系；
[0032]根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像设备标定方法，其特征在于，包括：获取相互平行的两条空间直线在待标定成像设备所摄取的目标图像上所对应的两条平面直线；获取所述空间直线上的多个空间点之间的已知距离，以及获取所述两条空间直线之间的已知距离；以所述空间直线作为标定参照物，结合所述平面直线以及所述已知距离，对所述待标定成像设备进行标定。2.根据权利要求1所述的成像设备标定方法，其特征在于，所述获取相互平行的两条空间直线在待标定成像设备所摄取的目标图像上所对应的两条平面直线，包括：在待标定成像设备所摄取的目标图像中选取第一平面直线和第二平面直线，所述第一平面直线在真实世界中对应第一空间直线，所述第二平面直线在真实世界中对应第二空间直线，所述第一空间直线与所述第二空间直线相互平行；所述获取所述空间直线上的多个空间点之间的已知距离，以及获取所述两条空间直线之间的已知距离，包括：将所述第一空间直线上预先设定的多个空间点之间的已知距离作为目标空间距离，将所述第一空间直线与所述第二空间直线之间的距离作为平行线间距；所述以所述空间直线作为标定参照物，结合所述平面直线以及所述已知距离，对所述待标定成像设备进行标定，包括：根据所述目标空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，获得对应所述目标图像的像素坐标系与对应所述真实世界的世界坐标系之间的映射关系。3.根据权利要求2所述的成像设备标定方法，其特征在于，所述第一空间直线上预定的多个空间点包括：依次分布于所述第一空间直线上的第一空间点、第二空间点、第三空间点；所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点包括：与所述第一空间点相对应的第一平面点、与所述第二空间点相对应的第二平面点、与所述第三空间点相对应的第三平面点；对应的，所述目标空间距离包括：所述第一空间点与所述第二空间点之间的第一空间距离，以及所述第一空间点与所述第三空间点之间的第二空间距离。4.根据权利要求4所述的成像设备标定方法，其特征在于，所述根据所述目标空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，获得对应所述目标图像的像素坐标系与对应所述真实世界的世界坐标系之间的映射关系，包括：根据所述第一空间距离、所述第二空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，计算获得相机焦距、所述待标定成像设备与世界坐标系的X
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平面之间的第一夹角、以及所述第一空间直线或所述第二空间直线与所述X
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平面的X
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轴之间的第二夹角；根据所述相机焦距导出所述像素坐标系到所述世界坐标系的内参矩阵；根据所述第一夹角和所述第二夹角导出所述像素坐标系到所述世界坐标系的外参矩
阵。5.根据权利要求4所述的成像设备标定方法，其特征在于，所述根据所述第一空间距离、所述第二空间距离、所述平行线间距、所述第二平面直线、以及所述第一平面直线上的与所述多个空间点相对应的多个平面点的像素坐标数据，计算获得相机焦距、待标定成像设备与世界坐标系的X
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平面之间的第一夹角、以及所述第一空间直线或所述第二空间直线与所述X
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OY
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平面的X
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轴之间的第二夹角，包括：基于所述第二平面直线上的多个点的像素坐标进行直线拟合，获得所述第二平面直线的斜率和截距；将所述第一空间直线和所述第二空间直线所处平面确定为所述世界坐标系的X
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平面，根据所述第二平面直线的斜率和截距、以及所述第二平面直线上的多个点的像素坐标，获得所述第一空间点、所述第二空间点以及所述第三空间点中的一个空间点与所述第二空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁银章，陈康平，赖百胜，黄建强，华先胜，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：