一種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法，定位攝像機(jī)安裝到工作平臺(tái)，通過(guò)簡(jiǎn)單的輔助儀器將其調(diào)整至水平狀態(tài)，然后通過(guò)采用單目定位測(cè)量算法拍攝標(biāo)定過(guò)的特征點(diǎn)圖像并解算出特征點(diǎn)空間位置，最后通過(guò)計(jì)算得到兩個(gè)攝像機(jī)的安裝偏差角，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雙目攝像機(jī)的校準(zhǔn)。本發(fā)明能準(zhǔn)確、快速的測(cè)量雙目攝像機(jī)的安裝偏差角，并用其來(lái)校準(zhǔn)定位結(jié)果。
【專利說(shuō)明】
-種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙目視覺(jué)定位是一種常見(jiàn)的視覺(jué)定位方法，它的定位算法簡(jiǎn)單，定位精度高，對(duì)目 標(biāo)特征點(diǎn)沒(méi)有特殊要求，因此具有廣泛的適用性。
[0003] 雙目攝像機(jī)安裝到工作平臺(tái)時(shí)會(huì)發(fā)生安裝偏差，從而導(dǎo)致兩個(gè)攝像機(jī)的光軸不平 行，運(yùn)將導(dǎo)致計(jì)算定位目標(biāo)時(shí)會(huì)發(fā)生較大誤差。為了消除運(yùn)種誤差，除了安裝過(guò)程中提高安 裝精度，盡量減小安裝誤差，將最終的定位誤差控制在可接受的范圍內(nèi)。還可W通過(guò)測(cè)量定 位攝像機(jī)的安裝偏差角，用安裝偏差角來(lái)修正最終的計(jì)算結(jié)果，也能保證最終的定位精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種雙目攝像機(jī)定位 校準(zhǔn)方法，W實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的雙目攝像機(jī)安裝偏差角的測(cè)量，并用其來(lái)校準(zhǔn)定位結(jié)果。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法， 其特征在于，包括如下步驟：
[0006] SI)設(shè)備安裝，將第一定位攝像機(jī)和第二定位攝像機(jī)左右對(duì)稱安裝在工作平臺(tái)上， 在X軸和y軸方向上將定位攝像機(jī)安裝調(diào)水平，調(diào)整定位攝像機(jī)Z軸方向使其與兩個(gè)定位攝 像機(jī)的連線垂直；
[0007] S2)標(biāo)定特征點(diǎn)，將經(jīng)過(guò)標(biāo)定的特征點(diǎn)置于定位攝像機(jī)視場(chǎng)中進(jìn)行拍攝，調(diào)整特征 點(diǎn)位置，使特征點(diǎn)在y軸方向處于定位攝像機(jī)的視場(chǎng)中央；
[000引S3)特征點(diǎn)單目定位，保持特征點(diǎn)空間位置不動(dòng)，采用單目定位算法，第一定位攝 像機(jī)和第二定位攝像機(jī)分別測(cè)得特征點(diǎn)相對(duì)于定位攝像機(jī)的空間位置坐標(biāo)ClUl, 0，Zl)和 Cr(Xr,0,Zr)；
[0009] S4)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，將ClW原點(diǎn)0為中屯、，[-a,+a]為區(qū)間，a為最大偏差值，0為步 長(zhǎng)進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，得到一組坐標(biāo)A;將CrW原點(diǎn)0'為中屯、，[-a,+a]為區(qū)間，峽J步長(zhǎng)進(jìn) 行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，旋轉(zhuǎn)后再進(jìn)行坐標(biāo)系平移，使得0 '與0重合，得到一組坐標(biāo)B;
[0010] S5)計(jì)算安裝偏差角，將A、B兩組點(diǎn)坐標(biāo)配對(duì)計(jì)算，找出A組中與B組中距離最近的 兩個(gè)點(diǎn)A[i]和B[j]，A[i]對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角即為第一定位攝像機(jī)的安裝偏差角，B[j]對(duì)應(yīng)的旋 轉(zhuǎn)角即為第二定位攝像機(jī)的安裝偏差角。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是:提供一種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速的雙目 攝像機(jī)安裝偏差角的測(cè)量，并用其來(lái)校準(zhǔn)定位結(jié)果。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的定位攝像機(jī)坐標(biāo)系的示意圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的雙目攝像機(jī)的測(cè)量坐標(biāo)系的示意圖。
[0014] 其中：I.第一定位攝像機(jī)，2.第二定位攝像機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0016] 提供一種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法，包括如下步驟：
[0017] 1.第一定位攝像機(jī)和第二定位攝像機(jī)左右對(duì)稱安裝在工作平臺(tái)上在X軸和y軸方 向上將攝像機(jī)安裝調(diào)水平(攝像機(jī)坐標(biāo)系見(jiàn)圖1)，定位攝像機(jī)安裝時(shí)可W使用水平儀等輔 助工具，運(yùn)樣下面僅有Z軸在水平方向的偏差需要測(cè)量標(biāo)定；
[0018] 2.調(diào)整定位攝像機(jī)Z軸方向與兩個(gè)定位攝像機(jī)連線基本垂直即可(見(jiàn)圖2)定位攝 像機(jī)Z軸水平偏差應(yīng)小于系統(tǒng)設(shè)定的最大偏差值a;
[0019] 3.將特征點(diǎn)C置于定位攝像機(jī)視場(chǎng)中進(jìn)行拍攝；
[0020] 4.調(diào)整特征點(diǎn)位置，使特征點(diǎn)在y軸方向處于攝像機(jī)的視場(chǎng)中央，即定位攝像機(jī)與 目標(biāo)特征點(diǎn)處于同一水平面，將立體幾何問(wèn)題簡(jiǎn)化為平面幾何問(wèn)題，達(dá)到簡(jiǎn)化計(jì)算的目的；
[0021] 5.保持特征點(diǎn)空間位置不動(dòng)，兩個(gè)定位攝像機(jī)使用單目定位算法計(jì)算特征點(diǎn)C的 空間坐標(biāo);左攝像機(jī)和右攝像機(jī)分別測(cè)得特征點(diǎn)相對(duì)于拍攝攝像機(jī)的空間位置坐標(biāo)分別為 Cl(Xl，0，Zl)和 Cr(Xr，0，Zr);
[0022] 6.第一定位攝像機(jī)測(cè)得的特征點(diǎn)坐標(biāo)，W原點(diǎn)0為中屯、，[-a,+a]為區(qū)間，0為步長(zhǎng) 進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，得到一組坐標(biāo)A。下面是算法的類打吾言偽代碼描述：
[0023]
[0024] 7.第二定位攝像機(jī)測(cè)得的特征點(diǎn)坐標(biāo)，W原點(diǎn)0'為中屯、，[-a,+a]為區(qū)間，峽J步長(zhǎng) 進(jìn)行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，旋轉(zhuǎn)后再進(jìn)行坐標(biāo)系平移H，使得0'與0重合，得到一組坐標(biāo)B。下面是 算法的類打吾言偽代碼描述：
[0027] 8.將A、B兩組點(diǎn)坐標(biāo)配對(duì)計(jì)算，找出A組中與B組中距離最近的兩個(gè)點(diǎn)A[ i]和B[ j];
[0025]
[0026]
[002引 /
[0029] 9.A[i]對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角即為左攝像機(jī)的安裝偏差角；
[0030] Delta_L= 目-Q;
[0031] 10.B[j]對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角即為右攝像機(jī)的安裝偏差角；
[0032] De1ta_R 二 目-Q D
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙目攝像機(jī)定位校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括如下步驟： 51) 設(shè)備安裝，將第一定位攝像機(jī)和第二定位攝像機(jī)左右對(duì)稱安裝在工作平臺(tái)上，在X 軸和y軸方向上將定位攝像機(jī)安裝調(diào)水平，調(diào)整定位攝像機(jī)z軸方向使其與兩個(gè)定位攝像機(jī) 的連線垂直； 52) 標(biāo)定特征點(diǎn)，將經(jīng)過(guò)標(biāo)定的特征點(diǎn)置于定位攝像機(jī)視場(chǎng)中進(jìn)行拍攝，調(diào)整特征點(diǎn)位 置，使特征點(diǎn)在y軸方向處于定位攝像機(jī)的視場(chǎng)中央； 53) 特征點(diǎn)單目定位，保持特征點(diǎn)空間位置不動(dòng)，采用單目定位算法，第一定位攝像機(jī) 和第二定位攝像機(jī)分別測(cè)得特征點(diǎn)相對(duì)于定位攝像機(jī)的空間位置坐標(biāo)a(XL，o，z L)和CR(XR， 〇,Zr)； 54) 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，將α以原點(diǎn)0為中心，[-α，+α ]為區(qū)間，α為最大偏差值，β為步長(zhǎng)進(jìn) 行坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，得到一組坐標(biāo)A;將Cr以原點(diǎn)0 '為中心，[-α，+α ]為區(qū)間，β為步長(zhǎng)進(jìn)行坐 標(biāo)系旋轉(zhuǎn)運(yùn)算，旋轉(zhuǎn)后再進(jìn)行坐標(biāo)系平移，使得〇 '與〇重合，得到一組坐標(biāo)Β; 55) 計(jì)算安裝偏差角，將Α、Β兩組點(diǎn)坐標(biāo)配對(duì)計(jì)算，找出Α組中與Β組中距離最近的兩個(gè) 點(diǎn)A[i]和B[j]，A[i]對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角即為第一定位攝像機(jī)的安裝偏差角，B[j]對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角 即為第二定位攝像機(jī)的安裝偏差角。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK106023237SQ201610436661
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】田哲文, 劉雨薇
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)