红外双目相机标定方法、装置、设备及介质与流程

本申请涉及到红外双目相机标定，具体而言，涉及到一种红外双目相机标定方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、双目相机在许多应用中都有广泛的应用，例如立体视觉、三维重建、视觉测量等。双目相机能够模拟人类双眼视觉，通过两个视角获取的图像数据计算出场景中物体的深度信息，从而实现三维视觉感知。帮助将虚拟对象精确地叠加到真实世界中，提升增强现实(augmented reality-ar)和虚拟现实(vr)应用的真实感和准确性。目前标定方法主要分为两大类，一是基于几何的方法：如利用棋盘格等特定模式进行标定，计算相机的内参(如焦距、主点位置)和外参(如旋转、平移)。二是基于特征点的方法：通过检测图像中的特征点(如角点、sift特征点)来匹配和计算相机间的转换关系。现代双目相机标定方法通常需要达到较高的精度和稳定性，以满足复杂应用中的需求，如医疗影像、精准制造等领域。例如传统的张正友标定法(zhang'smethod)，作为一种经典的双目相机标定方法，它使用了相机的内外参数以及畸变参数来描述相机的几何特性。尽管这种方法被广泛使用并且有许多成功的应用，但也存在一些缺点和局限性。例如标定板的质量和布局对标定结果有很大影响，如果标定板质量不高或者摆放不正确，可能会导致标定结果的准确性下降。

2、因此，现有的双目相机标定方法受标定板质量和布局影响大，易导致准确性下降的问题亟待解决。

技术实现思路

1、本申请的主要目的为提供一种红外双目相机标定方法，旨在解决现有的双目相机标定方法受标定板质量和布局影响大，易导致准确性下降的技术问题。

2、本申请的第一方面提出一种红外双目相机标定方法，包括：

3、获取标记板在不同物距下的预设数量的拍摄图像；

4、对拍摄图像上面的同心圆标识进行直线拟合和排序；

5、将拍摄图像中的同心圆标识进行椭圆轮廓拟合，求得椭圆圆心；

6、将椭圆圆心进行平均化处理得到同心圆标识的圆心最终坐标；

7、基于圆心最终坐标进行排序得到相机内部坐标系下的标记点坐标；

8、基于所述标记点坐标，通过相机内部坐标系与标定板现实参考系进行匹配，得到标定结果。

9、进一步地，所述同心圆标识由预设数量个同心圆构成；所述对拍摄图像上面的同心圆标识进行直线拟合和排序的步骤，包括：

10、使用圆检测算法检测和提取出同心圆的中心坐标信息；

11、基于所述中心坐标信息计算同心圆之间的中心坐标斜率和距离进行直线拟合；

12、根据直线拟合结果，计算每个同心圆到拟合直线的距离，对同心圆进行排序。

13、进一步地，所述将拍摄图像中的同心圆标识进行椭圆轮廓拟合，求得椭圆圆心的步骤之前，包括：对排序之后的拍摄图像进行图像预处理，所述图像预处理的步骤包括：

14、对图像进行灰值化和滤波去噪；

15、将图像转换为二值图像并对图像进行形态学处理。

16、进一步地，所述将拍摄图像中的同心圆标识进行椭圆轮廓拟合，求得椭圆圆心的步骤，包括：

17、基于边缘检测算法提取图像中的边缘信息；

18、根据同心圆的圈层数量，依次筛选出符合对应条件的轮廓；

19、基于椭圆拟合算法对选定的轮廓进行椭圆拟合，得到椭圆参数；

20、从椭圆参数中提取出椭圆的圆心坐标，即所述椭圆圆心。

21、进一步地，所述将椭圆圆心进行平均化处理得到同心圆标识的圆心最终坐标的步骤，包括：

22、收集同心圆标识中包含的每个椭圆圆心的坐标，形成坐标集合；

23、将所述坐标集合中的椭圆的圆心坐标进行平均化处理，得到同心圆标识的最终圆心坐标。

24、进一步地，所述基于圆心最终坐标进行排序得到相机内部坐标系下的标记点坐标的步骤，包括：

25、确定相机内部的坐标系，并将圆心最终坐标转换到相机内部坐标系下；

26、根据已经转换到相机内部坐标系下的圆心最终坐标，计算每个圆心最终坐标的相机内部坐标值；

27、根据相机内部坐标系下的标记点坐标值进行排序，得到相机内部坐标系下标记点坐标。

28、进一步地，所述基于所述标记点坐标，通过相机内部坐标系与标定板现实参考系进行匹配，得到标定结果的步骤，包括：

29、使用空间变换矩阵，将相机内部坐标系下的标记点坐标转换到标定板现实参考系；

30、将标定板现实参考系下的标记点坐标与对应的标定板现实参考系下的真实标记点坐标进行对比，得到对比结果；

31、基于对比结果，计算标记点坐标和真实标记点坐标的误差，并基于预设算法最小化误差，得到优化结果；

32、基于所述优化结果进行数据提取得到所述标定结果。

33、本申请的第二方面提出一种红外双目相机标定装置，包括：

34、图像获取模块，用于获取标记板在不同物距下的预设数量的拍摄图像；

35、拟合排序模块，用于对拍摄图像上面的同心圆标识进行直线拟合和排序；

36、椭圆拟合模块，用于将拍摄图像中的同心圆标识进行椭圆轮廓拟合，求得椭圆圆心；

37、平均化处理模块，用于将椭圆圆心进行平均化处理得到同心圆标识的圆心最终坐标；

38、排序模块，用于基于圆心最终坐标进行排序得到相机内部坐标系下的标记点坐标；

39、匹配模块，用于基于所述标记点坐标，通过相机内部坐标系与标定板现实参考系进行匹配，得到标定结果。

40、本申请的第三方面提出一种红外双目相机标定设备，包括：

41、处理器；

42、存储器，用于存储计算机程序；

43、其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中任一项所述的红外双目相机标定方法。

44、本申请的第四方面提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的红外双目相机标定方法。

45、有益效果：

46、本申请通过使用同心圆标识板代替传统实心圆标记板，增加了标定点的数量和复杂度，从而提高了标定的冗余度和稳定性。不同物距下的图像采集确保了标定结果在各种工作距离下的适用性，增强了系统的泛化能力，通过椭圆轮廓拟合和圆心平均化处理，即使在相机畸变和标定板倾斜的情况下，也能更准确地确定圆心位置，更能抵抗由相机畸变、标定板倾斜或光照变化等因素引起的标记点形状变化，从而提高了标记点检测的准确性和鲁棒性。多个同心圆的使用以及对每个圆的椭圆拟合，使系统能够在存在噪声和部分遮挡的情况下仍然保持良好的性能。直线拟合和排序步骤确保了即使在图像变形的情况下，也能正确地识别和处理每个标记点。综上所述，本方案能够显著提升标定过程的精度、鲁棒性和效率。

技术特征：

1.一种红外双目相机标定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的红外双目相机标定方法，其特征在于，所述同心圆标识由预设数量个同心圆构成；所述对拍摄图像上面的同心圆标识进行直线拟合和排序的步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的红外双目相机标定方法，其特征在于，所述将拍摄图像中的同心圆标识进行椭圆轮廓拟合，求得椭圆圆心的步骤之前，包括：对排序之后的拍摄图像进行图像预处理，所述图像预处理的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的红外双目相机标定方法，其特征在于，所述将拍摄图像中的同心圆标识进行椭圆轮廓拟合，求得椭圆圆心的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的红外双目相机标定方法，其特征在于，所述将椭圆圆心进行平均化处理得到同心圆标识的圆心最终坐标的步骤，包括：

6.根据权利要求1所述的红外双目相机标定方法，其特征在于，所述基于圆心最终坐标进行排序得到相机内部坐标系下的标记点坐标的步骤，包括：

7.根据权利要求1所述的红外双目相机标定方法，其特征在于，所述基于所述标记点坐标，通过相机内部坐标系与标定板现实参考系进行匹配，得到标定结果的步骤，包括：

8.一种红外双目相机标定装置，其特征在于，包括：

9.一种红外双目相机标定设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的红外双目相机标定方法。

技术总结本申请涉及到红外双目相机标定技术领域，公开了红外双目相机标定方法、装置、设备及介质，其方法包括：获取标记板在不同物距下的预设数量的拍摄图像；对拍摄图像上面的同心圆标识进行直线拟合和排序；将拍摄图像中的同心圆标识进行椭圆轮廓拟合，求得椭圆圆心；将椭圆圆心进行平均化处理得到同心圆标识的圆心最终坐标；基于圆心最终坐标进行排序得到相机内部坐标系下的标记点坐标；基于所述标记点坐标，通过相机内部坐标系与标定板现实参考系进行匹配，得到标定结果。本申请能够减少由相机畸变、标定板倾斜或光照变化等因素引起的标记点形状变化带来的检测影响，提高标记点检测的准确性和鲁棒性。技术研发人员：郑凌翔受保护的技术使用者：广州艾目易科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14