本申请提供一种双目相机标定方法、装置及电子设备。所述方法通过待标定双目相机的镜头畸变信息和基础矩阵构建畸变基础矩阵，该畸变基础矩阵为待求解量。使用待标定双目相机采集第一双目图像，并提取同名点坐标，以与畸变基础矩阵方程构建第一方程。通过第一方程计算用于标定待标定双目相机的畸变基础矩阵的估计值，以构建用于计算最优畸变基础矩阵的目标函数。使用最小二乘优化算法优化目标函数，以得到最优畸变基础矩阵。所述方法求取最优畸变基础矩阵的过程中分成初步估计与优化两个阶段，缓解非线性优化方法不易获取结果的问题。同时在求取最优畸变基础矩阵的过程中加入径向畸变参数的描述，提升待标定双目相机的标定效率与准确率。与准确率。与准确率。
【技术实现步骤摘要】
一种双目相机标定方法、装置及电子设备
[0001]本申请涉及机器视觉
，尤其涉及一种双目相机标定方法、装置及电子设备。
技术介绍
[0002]应用于机器视觉领域的双目相机在使用前需要进行标定，以确定双目相机成像模型的模型参数，进而更准确的建立相机图像与物理世界之间的映射关系，提高双目相机的成像准确率。
[0003]结合实际需要，部分双目相机采用镜头视角大、视野宽阔的短焦距镜头。这类双目相机获取图像时会产生径向畸变，进而在图像处理时容易产生较大误差。因此，在对采用短焦距镜头的双目相机进行标定时，需要对径向畸变参数进行标定以在图像处理过程中对图像进行校正。
[0004]标定双目相机的过程中，需要通过对双目相机的基础矩阵与径向畸变进行标定，以提升待标定双目相机的准确性。使用非线性优化方法对基础矩阵进行标定时，计算结果不易收敛，导致标定困难。且在基础矩阵的标定与径向畸变的标定为互相独立的两个步骤时，标定效率较低。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种双目相机标定方法、装置及电子设备，以解决因分步执行双目相机的基础矩阵与径向畸变标定时，标定效率较低的问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种双目相机标定方法，包括：
[0007]根据待标定双目相机的镜头畸变信息与基础矩阵确定畸变基础矩阵方程；
[0008]使用所述待标定双目相机采集第一双目图像，以及从所述第一双目图像中提取多对同名点坐标；
[0009]基于所述基础矩阵方程与多对同名点坐标构建第一方程，以计算所述基础矩阵的估计值；
[0010]根据所述第一方程与所述畸变基础矩阵的估计值，构建用于计算畸变最优基础矩阵的目标函数；
[0011]使用最小二乘优化算法优化所述目标函数，以得到最优畸变基础矩阵。
[0012]在一些可行的实施例中，基于所述基础方程与多对同名点坐标构建第一方程，包括：
[0013]根据所述多对同名点坐标构建第一矩阵，以及根据所述基础矩阵方程中用于表征镜头畸变信息与基础矩阵的待定参数构建第一向量；
[0014]基于所述第一矩阵与所述第一向量，得到第一方程。
[0015]在一些可行的实施例中，基于所述畸变基础矩阵方程与多对同名点坐标构建第一方程，以计算所述畸变基础矩阵的估计值，还包括：
[0016]对所述第一矩阵执行奇异值分解，以及从由奇异值分解得到的候选奇异值中提取第一奇异值；
[0017]计算所述第一奇异值对应的第一奇异向量。
[0018]在一些可行的实施例中，所述方法还包括：
[0019]基于所述第一奇异向量构建第二矩阵；
[0020]对所述第二矩阵执行奇异值分解，以及从由奇异值分解得到的候选奇异值中提取第二奇异值。
[0021]在一些可行的实施例中，所述方法还包括：
[0022]基于所述第二奇异值构建第三矩阵；
[0023]根据矩阵零空间算法，计算所述第三矩阵的左零空间解集和右零空间解集。
[0024]在一些可行的实施例中，所述方法还包括：
[0025]在所述待标定双目相机的成像平面建立成像面坐标系；所述成像面坐标系包括所述左零空间解集对应的第一成像面坐标系、以及所述右零空间解集对应的第二成像面坐标系；
[0026]计算所述左零空间解集与第一成像面坐标系的第一交点，以及计算所述右零空间解集与第二成像面坐标系的第二交点。
[0027]在一些可行的实施例中，所述方法还包括：
[0028]在所述第一成像面坐标系上确定第一光轴线，以及在所述第二成像面坐标系上确定第二光轴线；
[0029]计算所述第一光轴线上与左零空间解集的第一距离最短点，以及计算所述第二光轴线上与右零空间解集的第二距离最短点；
[0030]根据所述第一距离最短点与径向畸变向量计算第一径向畸变参数，以及根据所述第二距离最短点与径向畸变向量计算第二径向畸变参数。
[0031]在一些可行的实施例中，所述方法还包括：
[0032]选取第一待定系数和第二待定系数，构建第四矩阵；
[0033]根据所述第一交点的坐标以及所述第二交点的坐标，计算所述第一待定参数的具体值；
[0034]基于所述第一径向畸变参数、所述第二径向畸变参数与第一待定参数，得到用于构建第二方程的线性方程组；
[0035]根据所述线性方程组，构建由第五矩阵与第二向量组成的第二方程；所述第五矩阵包括已知量；所述第二向量包括未知量，所述第二向量包括第二待定参数。
[0036]在一些可行的实施例中，所述方法还包括：
[0037]对所述第五矩阵执行奇异值分解，以提取第五最小奇异值；
[0038]基于所述第五矩阵与所述第五奇异值，计算所述第五矩阵最小奇异值对应的奇异向量，以确定第二待定参数的具体值；
[0039]基于所述第一径向畸变参数、第二径向畸变参数、第一待定参数的具体值和第二待定参数的具体值，确定所述畸变基础矩阵的估计值。
[0040]第二方面，本申请提供一种双目相机标定装置，包括：预处理模块、采集模块、运算模块和优化模块；
[0041]所述预处理模块用于根据待标定双目相机的镜头畸变信息与基础矩阵构建畸变基础矩阵方程；
[0042]所述采集模块用于使用所述待标定双目相机采集第一双目图像，以及从所述第一双目图像中提取多对同名点坐标；
[0043]所述运算模块基于所述基础矩阵方程与多对同名点坐标构建第一方程，以计算所述畸变基础矩阵的估计值；
[0044]所述运算模块还用于根据所述第一方程与所述畸变基础矩阵的估计值，构建用于计算最优畸变基础矩阵的目标函数；
[0045]所述优化模块用于使用最小二乘优化算法优化所述目标函数，以得到最优畸变基础矩阵。
[0046]第三方面，本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可以在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以执行如上述技术方案中所述的标定双目相机畸变基础矩阵的方法。
[0047]由上述
技术实现思路
可知，本申请提供一种双目相机标定方法、装置及电子设备。所述方法通过待标定双目相机的镜头畸变信息和基础矩阵构建畸变基础矩阵以作为标定基础。使用待标定双目相机采集第一双目图像，并提取同名点坐标，以与畸变基础矩阵方程构建第一方程。通过第一方程计算用于标定待标定双目相机的畸变基础矩阵的估计值，以构建用于计算最优畸变基础矩阵的目标函数。使用最小二乘优化算法优化目标函数，以得到最优畸变基础矩阵。所述方法求取最优畸变基础矩阵的过程中分成初步估计与优化两个阶段，缓解非线性优化方法不易获取结果的问题。同时在求取最优畸变基础矩阵的过程中加入径向畸变参数的描述，提升待标定双目相机的标定效率与准确率。
附图说明
[0048]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双目相机标定方法，其特征在于，包括：根据待标定双目相机的镜头畸变信息和基础矩阵构建畸变基础矩阵；使用所述待标定双目相机采集第一双目图像，以及从所述第一双目图像中提取多对同名点坐标；基于所述畸变基础矩阵方程与多对同名点坐标构建第一方程，以计算所述基础矩阵的估计值；根据所述第一方程与所述畸变基础矩阵的估计值，构建用于计算最优畸变基础矩阵的目标函数；使用最小二乘优化算法优化所述目标函数，以得到最优畸变基础矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述基础方程与多对同名点坐标构建第一方程，包括：根据所述多对同名点坐标构建第一矩阵，以及根据所述畸变基础矩阵方程中用于表征镜头畸变信息与基础矩阵的待定参数构建第一向量；基于所述第一矩阵与所述第一向量，得到第一方程。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述畸变基础矩阵方程与多对同名点坐标构建第一方程，以计算所述畸变基础矩阵的估计值，还包括：对所述第一矩阵执行奇异值分解，以及从由奇异值分解得到的候选奇异值中提取第一奇异值；计算所述第一奇异值对应的第一奇异向量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：基于所述第一奇异向量构建第二矩阵；对所述第二矩阵执行奇异值分解，以及从由奇异值分解得到的候选奇异值中提取第二奇异值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：基于所述第二奇异值构建第三矩阵；根据矩阵零空间算法，计算所述第三矩阵的左零空间解集和右零空间解集。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：在所述待标定双目相机的成像平面建立成像面坐标系；所述成像面坐标系包括所述左零空间解集对应的第一成像面坐标系、以及所述右零空间解集对应的第二成像面坐标系；计算所述左零空间解集与第一成像面坐标系的第一交点，以及计算所述右零空间解集与第二成像面坐标系的第二交点。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：在所述第一成像面坐标系上确定第一光轴线，以及在所述第二成像面坐标系上确定第二光轴线；计算所述第一光轴线上与左零空间解集的第一距离最短点，以及计算所述第二光轴线上与右零空间解集的第二距离最短点；根据所述第一距离最短点与径向畸变向量计算第一径向畸变参数，以及根据所述第二距离最短点与径向...
【专利技术属性】
技术研发人员：何丽兵，刘斯宁，赵昌华，
申请(专利权)人：上海砹芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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