一种相机坐标变换方法、终端以及存储介质技术

本申请涉及一种相机坐标变换方法、终端以及存储介质。包括：步骤a：将相机采集的原始图像进行投影变换；步骤b：对所述投影变换后的图像进行视口变换，将视景体内投影物体的所有3D点粗略映射至二维平面内，得到所述投影物体在屏幕坐标系下的映射点；步骤c：对所述映射点进行调整，使所述映射点与所述原始图像中的3D点重合，并将所述重合时的视点及视场角参数作为所述相机坐标变换的固定参数。本申请操作简单，能够在相机内参不明确或外参数不准确情况下，很好地将3D坐标系变换为屏幕/像素坐标系，得到效果较好的变换结果，解决了传统的相机标定坐标变换不准确以及依赖相机内外参的问题。定坐标变换不准确以及依赖相机内外参的问题。定坐标变换不准确以及依赖相机内外参的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种相机坐标变换方法、终端以及存储介质


[0001]本申请属于机器视觉
，特别涉及一种相机坐标变换方法、终端以及存储介质。

技术介绍

[0002]相机坐标变换离不开相机标定。在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些相机参数必须通过实验与计算才能得到，求解参数的过程即为相机标定。目前应用较为广泛且准确率较高的相机标定方法为张正友标定法[Zhang Z.Flexible camera calibration by viewing a plane from unknown orientations[C]//Proceedings of the Seventh IEEE International Conference on Computer Vision.IEEE,1999.]。
[0003]申请号为201310450994.2的专利《一种3D模型变换系统及方法》中提出了一种备将2D平面图像转换成相应的3D模型图像的方法；申请号201580041718.8的专利《相机标定》中提出了一种图像标定的技术，可确定相机的位置；申请号201710254363.1的专利《相机标定方法及装置》公开了一种相机标定方法及装置，属于计算机视觉领域。
[0004]进行坐标变换操作一般来说需要相机的内外参数，以便计算几个坐标系之间的变换关系，如图1所示，为四种坐标系示意图。相机坐标变换涉及到的4个坐标系之间的转换计算过程为：
[0005][0006]式(1)中，为相机外参矩阵，为相机内参矩阵，这里忽略了镜头的畸变系数，(u，v)为像素坐标系，(X
w
，Y
w
，Z
w
)为世界坐标系，整个公式为世界坐标系(3D坐标)与像素坐标系(2D坐标)的转换过程。
[0007]可以看出这种转换较为依赖内外参数，对于内参不详的相机，在无法进行相机标定的情况下就无法完成坐标变换。此外基于图形学的坐标变换仍需要视区中心和视场角的数据，一样需要了解相机的镜头参数，而这些参数往往不容易得到。

技术实现思路

[0008]本申请提供了一种相机坐标变换方法、终端以及存储介质，旨在至少在一定程度
上解决现有技术中的上述技术问题之一。
[0009]为了解决上述问题，本申请提供了如下技术方案：
[0010]一种相机坐标变换方法，包括以下步骤：
[0011]步骤a：将相机采集的原始图像进行投影变换；
[0012]步骤b：对所述投影变换后的图像进行视口变换，将视景体内投影物体的所有3D点粗略映射至二维平面内，得到所述投影物体在屏幕坐标系下的映射点；
[0013]步骤c：对所述映射点进行调整，使所述映射点与所述原始图像中的3D点重合，并将所述重合时的视点及视场角参数作为所述相机坐标变换的固定参数。
[0014]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述步骤a中，所述原始图像为视频图像，且所述视频图像不少于设定帧数，或所述视频图像包括不同位置的设定数量的图像信息。
[0015]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述将相机采集的原始图像进行投影变换前还包括：
[0016]将所述原始图像进行世界坐标系转换。
[0017]本申请实施例采取的技术方案还包括：所述世界坐标系转换具体为：
[0018]采用三维几何变换将原始图像由三维物体坐标系转换为世界坐标系。
[0019]本申请实施例采取的技术方案还包括：在所述步骤a中，所述投影变换具体为：
[0020]采用一点透视对所述世界坐标系转换后的图像进行投影变换。
[0021]本申请实施例采取的技术方案还包括：在所述步骤c中，所述对所述映射点进行调整前还包括：
[0022]根据所述投影物体结构将各个映射点互相连接并显示在原始图像上，得到所述投影物体在屏幕坐标系中的二维显示。
[0023]本申请实施例采取的技术方案还包括：在所述步骤c中，所述对所述映射点进行调整具体为：
[0024]通过整体平移、缩放对不同位置的多帧图像的映射点的位置、视点及视场角参数分别进行调整。
[0025]本申请实施例采取的技术方案还包括：在所述步骤c中，所述对所述映射点进行调整后还包括：
[0026]判断所述重合后的图像三维坐标是否吻合，如果不吻合，则重新对所述映射点进行调整。
[0027]本申请实施例采取的又一技术方案为：一种终端，所述终端包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，其中，
[0028]所述存储器存储有用于实现所述相机坐标变换方法的程序指令；
[0029]所述处理器用于执行所述存储器存储的所述程序指令以控制相机坐标变换。
[0030]本申请实施例采取的又一技术方案为：一种存储介质，存储有处理器可运行的程序指令，所述程序指令用于执行所述的相机坐标变换方法。
[0031]相对于现有技术，本申请实施例产生的有益效果在于：本申请实施例的相机坐标变换方法、终端以及存储介质遵循先投影、变换、粗略映射再精确调整的原则，先将所有3D点映射到二维平面上，然后将映射点移动到实际点的位置，使二者重合，此时的视场角和视区中心即为该相机的固定值。本申请操作简单，能够在相机内参不明确或外参数不准确的
情况下，很好地将3D坐标系变换为屏幕/像素坐标系，得到效果较好的变换结果，解决了传统的相机标定坐标变换不准确以及依赖相机内外参的问题。
附图说明
[0032]图1为四种坐标系示意图；
[0033]图2是本申请实施例的相机坐标变换方法的流程图；
[0034]图3为骨架模型示意图；
[0035]图4为本申请实施例的投影变换示意图；
[0036]图5为本申请实施例的一点透视变换的侧视图；
[0037]图6为本申请实施例的粗略映射结果图；
[0038]图7为本申请实施例的映射点调整过程示意图；
[0039]图8为本申请实施例的试验效果图；
[0040]图9为本申请实施例的终端结构示意图；
[0041]图10为本申请实施例的存储介质的结构示意图。
具体实施方式
[0042]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0043]具体的，请参阅图2，是本申请实施例的相机坐标变换方法的流程图。本申请实施例的相机坐标变换方法包括以下步骤：
[0044]步骤100：获取单个相机采集的原始图像；
[0045]步骤100中，采集的原始图像为具有世界坐标系下的三维坐标、姿态固定、内参不详、外参数也不准确的相机采集的视频图像。为了保证在视区的不同位置都是一样的视区中心和视场角信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机坐标变换方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a：将相机采集的原始图像进行投影变换；步骤b：对所述投影变换后的图像进行视口变换，将视景体内投影物体的所有3D点粗略映射至二维平面内，得到所述投影物体在屏幕坐标系下的映射点；步骤c：对所述映射点进行调整，使所述映射点与所述原始图像中的3D点重合，并将所述重合时的视点及视场角参数作为所述相机坐标变换的固定参数。2.根据权利要求1所述的相机坐标变换方法，其特征在于，所述步骤a中，所述原始图像为视频图像，且所述视频图像不少于设定帧数，或所述视频图像包括不同位置的设定数量的图像信息。3.根据权利要求2所述的相机坐标变换方法，其特征在于，所述步骤a中，所述将相机采集的原始图像进行投影变换前还包括：将所述原始图像进行世界坐标系转换。4.根据权利要求3所述的相机坐标变换方法，其特征在于，所述世界坐标系转换具体为：采用三维几何变换将原始图像由三维物体坐标系转换为世界坐标系。5.根据权利要求4所述的相机坐标变换方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述投影变换具体为：采用一点透视对所述世界坐标系转换后的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国如，张宇，梁升云，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：