CN114170321B 一种基于测距的相机自标定方法及系统 （上海交通大学）

WO2020134426A1,2020.07.02本发明提供了一种基于测距的相机自标定表示标定平面与标定对象的像面之间的变化关距点发射激光并照射在标定对象上，至少形成32选取标定平面和标定对象的像面上对应的至少四组二维坐标，求解表采用激光测距设备获取一个或多个测距点至标定点之间的多段将拍摄设备的光心Oc设置为基准点，则所述基准点以及上述拍摄设备光轴与测距点所ii,d)为测距点Ci在相机坐标系下的坐iDi为测距设备测得的每个标定点Pi至对应测距3Di为测距设备测得的每个标定点Pi至对应测距根据标定对象的图像信息，通过手动或图像识别技术获取像面中的计算点jk在像素坐根据相机内参将该二维坐标转化为该计算点jk在上述相机坐标系下的三维坐标jk(xk,摄像模块与组合模块及控制模块相连接，用于对标定对象进行拍摄测距模块与组合模块及控制模块相连接，拍摄时从测距组合模块与摄像模块、测距模块及控制模块相连接，将摄像模4通过控制模块调整相机自标定装置与标定对象的相对位置，采用摄像拍摄时，采用测距模块从测距点对标定对象进行同步计算模块根据测量信息和相对位置信息，确定基准点计算模块根据获取的图像信息和位置信息，获取至少四组5[0001]本发明涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种基于测距的相机自标定方法及系6[0015]优选地，采用工业相机拍摄标定对象得到标定对象在拍摄设备像面上的图像信标定点全部位于标定平面内并且不都在同一条[0026]以所述基准点光心Oc为原点建立三维坐标系作为相机坐标系，则在该坐标系下，78[0060]根据相机内参将该二维坐标转化为该计算点jk在上述相机坐标k[0076]从所拍摄的图像中获取像面中至少4个计算点jk在像素坐标系UOV中的二维坐标9[0078]解得上式中的唯一变量Zk，即可分别求得至少4个点Jk在相机坐标系中的三维坐[0079]将所求得的物面和像面上至少4组对应点的二维坐标分别代入下面像素坐标与世[0090]控制模块控制摄像模块和测距模块作为一个整体进行俯仰转动和绕竖直轴的转[0097](1)本发明基于激光测距得到标定方法所需标定平面位置信息，解出用于完成标[0098](2)本发明仅需单个相机在激光测距的同时拍摄一次，即可获取所需的被测平面ccc[0106]图7为本发明的一个实施例的基准点与测距点所在平面之间的距离迭代结果电脑标定点全部位于标定平面内并且不都在同一条置为基准点，则所述基准点以及上述拍摄设备光轴与测距点所在平面的交点O都在所述拍[0129]以所述基准点光心Oc为原点建立三维坐标系作为相机坐标系，则在该坐标系下，[0160]基准点与测距点所在平面之间的距离d随标定系统构造的固定而固定，确定基准点与测距点所在平面之间的距离d则完成标定平面位置信息获取。对于组装完成的自标定[0164]根据相机内参将该二维坐标转化为该计算点jk在上述相机坐标k[0180]从所拍摄的图像中获取像面中至少4个计算点jk在像素坐标系UOV中的二维坐标[0182]解得上式中的唯一变量Zk，即可分别求得至少4个点Jk在相机坐标系中的三维坐[0183]将所求得的物面和像面上至少4组对应点的二维坐标分别代入下面像素坐标与世[0195]控制模块控制摄像模块和测距模块作为一个整体进行俯仰转动和绕竖直轴的转标定点全部位于标定平面内并且不都在同一条光所在直线的相对位置设置为平行，当测距设备测得的每个标定点Pi至对应测距点Ci间的述拍摄设备光轴与测距点所在平面的交点O都在所述拍摄设[0220]以所述基准点光心Oc为原点建立三维坐标系作为相机坐标系，则在该坐标系下，[0253]基准点与测距点所在平面之间的距离d随标定系统构造的固定而固定，确定基准[0256]从所拍摄的图像中获取像面中至少4个计算点jk在像素坐标系UOV中的二维坐标[0258]解得上式中的唯一变量Zk，即可分别求得至少4个点Jk在相机坐标系中的三维坐[0259]将所求得的物面和像面上至少4组对应点的二维坐标分别代入下面像素坐标与世[0267]根据相机内参将该二维坐标转化为该计算点jk在上述相机坐标k[0282]控制模块控制摄像模块和测距模块作为一个整体进行俯仰转动和绕竖直轴的转[0293](2)通过控制模块调整装置与标定对象的相对位置，使用摄像模块对标定对象进[0294](3)组合模块提前设置好摄像模块与测距模块间的相对位置信息，拍摄时使用测[0295](4)计算模块获取上述的测量信息和相对位置信息后，根据标准线段迭代求解基[0296](5)计算模块根据图像信息和标定平面方程获取至少四组二维坐标，通过至少四[0297](6)依次选定图像中一条待测线段的两个端点后，计算模块根据标定结果求出两[0299]对于五种不同试验场景，激光测距仪与被测物面之间的距离分别设计为245mm、