專利名稱：求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的共中心的兩個(gè)相同的相交橢圓標(biāo)定物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的共中心的兩個(gè)相同的相交橢圓標(biāo)定物技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域，涉及一種用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的共中心的兩個(gè)相同的相交橢圓標(biāo)定物。
背景技術(shù)：
[0002]計(jì)算機(jī)視覺的基本任務(wù)之一，就是從攝像機(jī)獲得的二維圖像信息出發(fā)恢復(fù)物體在三維空間中的幾何信息,從而識別和重建三維空間中物體的幾何形狀。在此過程中必須確定空間物體點(diǎn)的三維幾何位置與其圖像中的對應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系，而這種關(guān)系又是由攝像機(jī)成像的幾何模型決定的，這些幾何模型的參數(shù)就是攝像機(jī)參數(shù)。在大多數(shù)情況下，這些參數(shù)都是通過實(shí)驗(yàn)得到的，這就是攝像機(jī)標(biāo)定。它一般分為傳統(tǒng)標(biāo)定和自標(biāo)定兩種方法，無論哪種標(biāo)定方法，標(biāo)定物體都是采用一些特殊的幾何模型，例如:平面正方形、三角形，圓，空間立方體、圓柱等等。如何建立這些幾何模型與攝像機(jī)參數(shù)之間的關(guān)系尤其是某種線性的關(guān)系，是目前攝像機(jī)標(biāo)定所追求的目標(biāo)，也是目前計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型提供了一種制作簡單，適用廣泛，穩(wěn)定性好的用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定物。該標(biāo)定物是由共中心的兩個(gè)相同相交橢圓構(gòu)成。[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:[0005]本實(shí)用新型是由共中心的兩個(gè)相同相交橢圓構(gòu)成，且兩個(gè)橢圓大小相同，橢圓的中心重合，用于攝像機(jī)自標(biāo)定的標(biāo)定物。在求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的過程中，只需攝像機(jī)選取適當(dāng)?shù)牟煌轿慌臄z標(biāo)定物，五幅圖像即可線性解出攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)。[0006]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn):[0007](I)對該標(biāo)定物的物理尺度沒有要求，無需知道各點(diǎn)的世界坐標(biāo)。[0008](2)穩(wěn)定性好，使用廣泛，只要標(biāo)定物位于攝像機(jī)視場，能方便拍攝到含標(biāo)定物的圖像。[0009](3)簡化操作，選取適當(dāng)?shù)牟煌嵌扰臄z五幅圖像即可線性解出攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)。


[0010]圖1是標(biāo)定物的結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]圖2是標(biāo)定物的求解正交方向上的消失點(diǎn)原理圖。
具體實(shí)施方式
[0012]一種用于攝像機(jī)自標(biāo)定的標(biāo)定物，它是由兩個(gè)完全相同的橢圓構(gòu)成，且兩個(gè)橢圓公中心。檢測到圖像上橢圓的邊緣點(diǎn)，用最小二乘法擬合橢圓得到橢圓的兩個(gè)方程，聯(lián)立方程求解兩個(gè)橢圓的四個(gè)交點(diǎn)，由于兩個(gè)橢圓大小相同，并且共中心。順次連接橢圓的四個(gè)交點(diǎn)，組成一個(gè)菱形，其對角線相互垂直平分，有交比不變性可以求得一對正交方向上的消失點(diǎn)。利用正交方向上的消失點(diǎn)對絕對二次曲線的約束，建立關(guān)于絕對二次曲線的方程，聯(lián)立計(jì)算出攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)。[0013]標(biāo)定物結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，兩個(gè)共中心的兩個(gè)相同的相交橢圓，Qr 02是共中心的兩個(gè)相同的相交橢圓，A B、C' D是兩橢圓相交的交點(diǎn)。由于兩個(gè)橢圓是相同的，由圖像的對稱性知:A B' a ￡)組成一個(gè)菱形，與5C垂直，J￡)與5C相交于O，且O是AD與SC的中點(diǎn)。崖)方向的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)為召，SC方向的無窮遠(yuǎn)點(diǎn)為馬，即有04D，OP1^-1ABC, OP2)=-1。如圖2，在像平面，用Matlab函數(shù)提取橢圓的邊緣點(diǎn)，用最小二乘擬合橢圓曲線，橢圓的方程4、4 ,求解兩橢圓的四個(gè)交點(diǎn)冬By Cr D1,即4 Sr cr A分別是A B' C、￡)的像點(diǎn)。由交比不變性:C4A，ΟιΛ)=-1 ,其中jv p2分別是S1C1方向的消失點(diǎn)，也是巧、巧的像。利用正交方向上的消失點(diǎn)對絕對二次曲線的約束，建立關(guān)于絕對二次曲線的方程，只需要五幅圖片就可以線性求解攝像機(jī)的內(nèi)參 數(shù)。
權(quán)利要求1.一種用于求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的相交橢圓標(biāo)定物，其特征在于標(biāo)定物是由共中心的兩 個(gè)相同相交橢 圓構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于線性求解攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定物。其特征是共中心的兩個(gè)相同的相交橢圓構(gòu)成。實(shí)際應(yīng)用中不需要知道標(biāo)定物上的幾何信息和點(diǎn)的物理坐標(biāo)。本實(shí)用新型具有制作簡單，適用廣泛、穩(wěn)定性好、簡化操作等特點(diǎn)。
文檔編號G06T7/00GK202976209SQ20122070021
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者趙越, 余敦來 申請人:云南大學(xué)