【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于相机标定，具体涉及到一种相机标定方法。
技术介绍
1、通常在船舶航行过程中，会涉及到相机的安装与使用，使用过程中，相机的精度决定了船舶的航行路线。如图2所示，由于船体过大以及相机所需可视范围较大，导致现有的标定精度难以满足船载相机的标定要求。现有船载相机通常在每次标定之前，需要将大量的专用标定物体放置在船身周围的水面上，过程耗时且不方便。且在标定过程中，相机很难预测到船舶与水面上标定物之间位置或方向的变化，可能会影响其准确性。同时，标定物的放置不利于节约人力物力。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的主要目的在于设计一种相机标定方法，解决相机安装在大型移动主体时标定困难、准确性低的问题。
2、为了实现上述目的本专利技术采用如下技术方案：
3、一种相机标定方法，用于移动主体的相机上，所述的移动主体包括轮船、车辆、无人机、航母，所述的标定方法包括相机内参的标定、相机外参的标定；
4、其中，所述相机内参的标定在相机安装前进行；
5、所述相机外参的标定在相机安装后进行，且依赖于卫星地图和预先存在的校准物体，其包括如下步骤：
6、步骤1：采集相机数据；
7、步骤2：测量初始相机的位置关系，并构建约束条件作为先验信息；
8、步骤3：通过预先存在的校准物体以及约束条件，进行相机与移动主体之间的角度以及平移量的粗略标定，得到未标定尺度的鸟瞰图；
9、步骤4：通过鸟瞰图与卫星地图的比
10、作为本专利技术进一步的描述，所述的相机内参包括焦距、光心、畸变系数，其使用棋盘格标定板进行标定。
11、作为本专利技术进一步的描述，所述相机外参标定的步骤1中，采集相机数据包括至少两次，第一次为移动主体一侧靠近参考物体，采集相机数据，第二次为移动主体另一侧靠近预先参考物体，采集相机数据；
12、采集相机数据的区域可以是同一区域，也可以是不同区域，且卫星地图中包括该区域。
13、作为本专利技术进一步的描述，所述相机外参标定的步骤2中，测量初始相机的位置关系，包括通过设计图确认的移动主体精确尺寸，以及移动主体上相机的安装位置，将移动主体精确尺寸与移动主体相机的安装位置，作为移动主体各个相机之间的约束条件。
14、作为本专利技术进一步的描述，所述相机外参标定的步骤3中，相机与移动主体之间的角度以及平移量的粗略标定，通过相机图像上与世界坐标系中目标点对进行确定，目标点对为目标物在相机图像中的点与目标物在世界坐标系中的点；其中，目标物在世界坐标系中的点转换到相机图像上的点，表达式为：
15、，
16、式中，k是相机内参，t是相机外参，相机外参t包括旋转矩阵r和平移矩阵t，（u，v）为相机图像中点的像素位置，（xw，yw，zw）为世界坐标系中点的坐标，zc为比例因子，是常量；
17、通过上述表达式代入多个相机下的目标点对，求得相机与移动主体之间的角度以及平移量，得到未标定尺度的鸟瞰图。
18、作为本专利技术进一步的描述，所述相机外参标定的步骤4中，将鸟瞰图进行预设尺度信息，并通过鸟瞰图图像坐标与世界坐标之间变换矩阵，将鸟瞰图上的点与相机图像上的点一一对应。
19、作为本专利技术进一步的描述，所述相机外参标定的步骤4中，通过鸟瞰图中的点与卫星地图中的点进行尺度对比，调整相机外参中平移量的z，使得鸟瞰图的尺度信息与卫星地图一致，实现相机高度的确定。
20、作为本专利技术进一步的描述，所述的标定方法还包括步骤5：实地测量移动主体周围的任意标志物与预先存在的校准物体之间的位姿信息，进行移动主体与相机之间平移量（x，y，z）的精确约束。
21、作为本专利技术进一步的描述，所述步骤5中，通过测距仪器获得精确结果，进行移动主体与相机之间平移量的精确约束。
22、相对于现有技术，本专利技术的技术效果为：
23、本专利技术提供了一种相机标定方法，该标定方法用于移动主体的相机上，包括相机内参标定和相机外参标定，相机内参标定在相机安装前进行，相机外参标定通过采集数据、粗标标定、精细标定，提升相机的标定效率与标定精度，该标定方法通过卫星地图中各物体间距确认相机中该物体之间的相对距离，从而在相机鸟瞰图中确认尺度信息，通过鸟瞰图中的平面假设以及尺度信息，优化相机的外参，无需现场测量即可得出标定结果。
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1.一种相机标定方法，用于移动主体的相机上，其特征在于：所述的移动主体包括轮船、车辆、无人机、航母，所述的标定方法包括相机内参的标定、相机外参的标定；
2.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述的相机内参包括焦距、光心、畸变系数，其使用棋盘格标定板进行标定。
3.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤1中，采集相机数据包括至少两次，第一次为移动主体一侧靠近参考物体，采集相机数据，第二次为移动主体另一侧靠近预先参考物体，采集相机数据；
4.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤2中，测量初始相机的位置关系，包括通过设计图确认的移动主体精确尺寸，以及移动主体上相机的安装位置，将移动主体精确尺寸与移动主体相机的安装位置，作为移动主体各个相机之间的约束条件。
5.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤3中，相机与移动主体之间的角度以及平移量的粗略标定，通过相机图像上与世界坐标系中目标点对进行确定，目标点对为目标物在相机图像中
6.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤4中，将鸟瞰图进行预设尺度信息，并通过鸟瞰图图像坐标与世界坐标之间变换矩阵，将鸟瞰图上的点与相机图像上的点一一对应。
7.根据权利要求6所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤4中，通过鸟瞰图中的点与卫星地图中的点进行尺度对比，调整相机外参中平移量的Z，使得鸟瞰图的尺度信息与卫星地图一致，实现相机高度的确定。
8.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述的标定方法还包括步骤5：实地测量移动主体周围的任意标志物与预先存在的校准物体之间的位姿信息，进行移动主体与相机之间平移量（x，y，z）的精确约束。
9.根据权利要求8所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述步骤5中，通过测距仪器获得精确结果，进行移动主体与相机之间平移量的精确约束。
...【技术特征摘要】
1.一种相机标定方法，用于移动主体的相机上，其特征在于：所述的移动主体包括轮船、车辆、无人机、航母，所述的标定方法包括相机内参的标定、相机外参的标定；
2.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述的相机内参包括焦距、光心、畸变系数，其使用棋盘格标定板进行标定。
3.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤1中，采集相机数据包括至少两次，第一次为移动主体一侧靠近参考物体，采集相机数据，第二次为移动主体另一侧靠近预先参考物体，采集相机数据；
4.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤2中，测量初始相机的位置关系，包括通过设计图确认的移动主体精确尺寸，以及移动主体上相机的安装位置，将移动主体精确尺寸与移动主体相机的安装位置，作为移动主体各个相机之间的约束条件。
5.根据权利要求1所述的一种相机标定方法，其特征在于：所述相机外参标定的步骤3中，相机与移动主体之间的角度以及平移量的粗略标定，通过相机图像上与世界坐...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵雅婧，赖杰，衡量，
申请(专利权)人：上海友道智途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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