CN111462251A - 摄像机标定方法及终端 - Google Patents

摄像机标定方法及终端 Download PDF

Info

Publication number
CN111462251A
CN111462251A CN202010263368.2A CN202010263368A CN111462251A CN 111462251 A CN111462251 A CN 111462251A CN 202010263368 A CN202010263368 A CN 202010263368A CN 111462251 A CN111462251 A CN 111462251A
Authority
CN
China
Prior art keywords
camera
coordinates
image
matrix
transformation matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010263368.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111462251B (zh
Inventor
亢晓斌
张宇
刘东剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Santachi Video Technology Shenzhen Co ltd
Original Assignee
Santachi Video Technology Shenzhen Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Santachi Video Technology Shenzhen Co ltd filed Critical Santachi Video Technology Shenzhen Co ltd
Priority to CN202010263368.2A priority Critical patent/CN111462251B/zh
Publication of CN111462251A publication Critical patent/CN111462251A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111462251B publication Critical patent/CN111462251B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种摄像机标定方法及终端，方法包括：获取摄像机的图像信息；根据所述图像信息建立图像坐标系；在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。本发明可以实现图像坐标与UTM坐标之间的自动转换，且可实现多台摄像机联动定位。

Description

摄像机标定方法及终端
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种摄像机标定方法及终端。
背景技术
随着相机和处理器的成本不断下降，基于视觉的感测正在成为传统传感器用于采集交通数据的替代方案。许多研究和商业***都通过对视频的分析得到了一系列我们所感兴趣的信息，比如道路占有率、车速、车型和事件检测等。
在采用多台摄像机进行数据采集时，存在以下问题：不同摄像机标定建立世界坐标系原点选择不方便，并且得到的世界坐标系不唯一，导致世界坐标系的使用意义不大；采用多台摄像机根据世界坐标联动定位物体时，需考虑多视角投影几何学，模型复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种摄像机标定方法及终端，可实现多台摄像机联动定位。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种摄像机标定方法，包括：
获取摄像机的图像信息；
根据所述图像信息建立图像坐标系；
在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；
根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；
分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；
根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；
根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
本发明采用的另一技术方案为：
一种摄像机标定终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取摄像机的图像信息；
根据所述图像信息建立图像坐标系；
在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；
根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；
分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；
根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；
根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
本发明的有益效果在于：通过第二变换矩阵可自动进行图像坐标系和UTM坐标系之间的坐标转换；即便同一个物体在不同摄像机图像中的坐标不同，由于UTM坐标系的唯一性，可实现多台摄像机对同一物体进行联动定位，且无需考虑多视角投影几何学。
附图说明
图1为本发明实施例一的摄像机标定方法的流程图；
图2为本发明实施例二的摄像机标定终端的示意图。
标号说明：
100、摄像机标定终端；1、存储器；2、处理器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：计算出图像坐标系和UTM坐标系之间的变换矩阵，可实现多台摄像机对同一物体进行联动定位。
请参照图1，一种摄像机标定方法，包括：
获取摄像机的图像信息；
根据所述图像信息建立图像坐标系；
在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；
根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；
分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；
根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；
根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过第二变换矩阵可自动进行图像坐标系和UTM坐标系之间的坐标转换；即便同一个物体在不同摄像机图像中的坐标不同，由于UTM坐标系的唯一性，可实现多台摄像机对同一物体进行联动定位，且无需考虑多视角投影几何学。
进一步的，所述在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标之前还包括：
根据所述图像信息分别获取三对消失点方向；
根据三对的所述消失点方向计算得到三个消失点。
进一步的，所述根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵具体为：将摄像机矩阵右乘第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
如图2所示，本发明涉及的另一技术方案为：
一种摄像机标定终端100，包括存储器1、处理器2以及存储在所述存储器1上并可在处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取摄像机的图像信息；
根据所述图像信息建立图像坐标系；
在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；
根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；
分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；
根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；
根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标之前还包括：
根据所述图像信息分别获取三对消失点方向；
根据三对的所述消失点方向计算得到三个消失点。
进一步的，所述根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵具体为：将摄像机矩阵右乘第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
实施例一
请参照图1，本发明的实施例一为一种摄像机标定方法，包括如下步骤：
S1、获取摄像机的图像信息。
本实施例中，假设摄像机拍摄的图像是没有径向扭曲的，且摄像机是往正前下方看的。
S2、根据所述图像信息建立图像坐标系。
图像坐标系的坐标原点可以设置在图片的左上角，可以是左手直角坐标系，也可是右手直角坐标系。
S3、在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标。
主点可以自由选择，可选择在马路中心的点，也可以选择不在马路中心的点作为主点。
本实施例中，步骤S3之前还包括：
S301、根据所述图像信息分别获取三对消失点方向；
S302、根据三对的所述消失点方向计算得到三个消失点。
三对的所述消失点方向分别对应图像信息中马路的横向、纵向以及重力方向，消失点即每一对消失点方向的交点，由于重力方向的两个消失点方向是平行的，那么重力方向的消失点为无穷大。假设主点为c，三个消失点分别为x1、x2、x3，
Figure BDA0002440266710000051
S4、根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵。
Figure BDA0002440266710000052
Figure BDA0002440266710000053
Figure BDA0002440266710000054
摄像机矩阵T＝(KR)-1＝R-1K-1。
S5、分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标。
所述三个已知点不共线，其对应的UTM坐标可人工计算得到。
S6、根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵。
具体的，根据公式
Figure BDA0002440266710000055
计算得到第一变换矩阵B中的各个参数，(E,N)表示已知点的UTM坐标，(x,y)表示已知点的图像坐标经过摄像机矩阵T变换后的坐标。由于有三个已知点，所以可以得到六个方程，求出第一变换矩阵B中的六个参数B11、B12、B13、B21、B22和B23。
S7、根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
本实施例中，步骤S7具体为：将摄像机矩阵右乘第一变换矩阵得到第二变换矩阵。即第二变换矩阵S＝B*T。
本实施例中，任一点的图像坐标通过第二变换矩阵变换后就可以得到其UTM坐标，或者已知任一点的UTM坐标，通过第二变换矩阵的逆变换，就可以得到其图像坐标。当有多个摄像机时，虽然每个摄像机的图像坐标不同，但是同一目标的UTM坐标却是相同的，通过UTM坐标就可以找到同一目标在不同图像坐标中的位置。此外，还可以求得不同目标之间的位置关系、目标的大小、运动速度等。
实施例二
请参照图2，本发明的实施例二为：
一种摄像机标定终端100，与实施例一的方法相对应，包括存储器1、处理器2以及存储在所述存储器1上并可在处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取摄像机的图像信息；
根据所述图像信息建立图像坐标系；
在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；
根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；
分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；
根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；
根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
进一步的，所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标之前还包括：
根据所述图像信息分别获取三对消失点方向；
根据三对的所述消失点方向计算得到三个消失点。
进一步的，所述根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵具体为：将摄像机矩阵右乘第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
综上所述，本发明提供的一种摄像机标定方法及终端，可以实现图像坐标与UTM坐标之间的自动转换，且可实现多台摄像机联动定位。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种摄像机标定方法，其特征在于，包括：
获取摄像机的图像信息；
根据所述图像信息建立图像坐标系；
在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；
根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；
分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；
根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；
根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
2.根据权利要求1所述的摄像机标定方法，其特征在于，所述在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标之前还包括：
根据所述图像信息分别获取三对消失点方向；
根据三对的所述消失点方向计算得到三个消失点。
3.根据权利要求1所述的摄像机标定方法，其特征在于，所述根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵具体为：将摄像机矩阵右乘第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
4.一种摄像机标定终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取摄像机的图像信息；
根据所述图像信息建立图像坐标系；
在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标；
根据所述主点和三个消失点的图像坐标计算得到摄像机矩阵；
分别获取三个已知点的图像坐标以及对应的UTM坐标；
根据所述三个已知点的图像坐标、对应的UTM坐标和摄像机矩阵计算得到第一变换矩阵；
根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
5.根据权利要求4所述的摄像机标定终端，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述在所述图像坐标系中分别获取主点和三个消失点的图像坐标之前还包括：
根据所述图像信息分别获取三对消失点方向；
根据三对的所述消失点方向计算得到三个消失点。
6.根据权利要求4所述的摄像机标定终端，其特征在于，所述根据所述摄像机矩阵和第一变换矩阵得到第二变换矩阵具体为：将摄像机矩阵右乘第一变换矩阵得到第二变换矩阵。
CN202010263368.2A 2020-04-07 2020-04-07 摄像机标定方法及终端 Active CN111462251B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010263368.2A CN111462251B (zh) 2020-04-07 2020-04-07 摄像机标定方法及终端

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010263368.2A CN111462251B (zh) 2020-04-07 2020-04-07 摄像机标定方法及终端

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111462251A true CN111462251A (zh) 2020-07-28
CN111462251B CN111462251B (zh) 2021-05-11

Family

ID=71681639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010263368.2A Active CN111462251B (zh) 2020-04-07 2020-04-07 摄像机标定方法及终端

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111462251B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140300637A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Nokia Corporation Method and apparatus for determining camera location information and/or camera pose information according to a global coordinate system
CN104574406A (zh) * 2015-01-16 2015-04-29 大连理工大学 一种360度全景激光与多个视觉***间的联合标定方法
CN108447100A (zh) * 2018-04-26 2018-08-24 王涛 一种机载三线阵ccd相机的偏心矢量和视轴偏心角标定方法
CN109146958A (zh) * 2018-08-15 2019-01-04 北京领骏科技有限公司 一种基于二维图像的交通标志空间位置测量方法
CN110033492A (zh) * 2019-04-17 2019-07-19 深圳金三立视频科技股份有限公司 摄像机标定方法及终端
CN110378965A (zh) * 2019-05-21 2019-10-25 北京百度网讯科技有限公司 确定坐标系转换参数的方法、装置、设备和存储介质
CN110766760A (zh) * 2019-10-21 2020-02-07 北京百度网讯科技有限公司 用于相机标定的方法、装置、设备和存储介质

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140300637A1 (en) * 2013-04-05 2014-10-09 Nokia Corporation Method and apparatus for determining camera location information and/or camera pose information according to a global coordinate system
CN104574406A (zh) * 2015-01-16 2015-04-29 大连理工大学 一种360度全景激光与多个视觉***间的联合标定方法
CN108447100A (zh) * 2018-04-26 2018-08-24 王涛 一种机载三线阵ccd相机的偏心矢量和视轴偏心角标定方法
CN109146958A (zh) * 2018-08-15 2019-01-04 北京领骏科技有限公司 一种基于二维图像的交通标志空间位置测量方法
CN110033492A (zh) * 2019-04-17 2019-07-19 深圳金三立视频科技股份有限公司 摄像机标定方法及终端
CN110378965A (zh) * 2019-05-21 2019-10-25 北京百度网讯科技有限公司 确定坐标系转换参数的方法、装置、设备和存储介质
CN110766760A (zh) * 2019-10-21 2020-02-07 北京百度网讯科技有限公司 用于相机标定的方法、装置、设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN111462251B (zh) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112894832B (zh) 三维建模方法、装置、电子设备和存储介质
EP3627109B1 (en) Visual positioning method and apparatus, electronic device and system
US10659768B2 (en) System and method for virtually-augmented visual simultaneous localization and mapping
CN111750820B (zh) 影像定位方法及其***
WO2021139176A1 (zh) 基于双目摄像机标定的行人轨迹跟踪方法、装置、计算机设备及存储介质
JP2019024196A (ja) カメラパラメタセット算出装置、カメラパラメタセット算出方法及びプログラム
US8442305B2 (en) Method for determining 3D poses using points and lines
WO2018098811A1 (zh) 定位方法和装置
CN109300143B (zh) 运动向量场的确定方法、装置、设备、存储介质和车辆
WO2021004416A1 (zh) 一种基于视觉信标建立信标地图的方法、装置
EP3968266A1 (en) Obstacle three-dimensional position acquisition method and apparatus for roadside computing device
CN112556685B (zh) 导航路线的显示方法、装置和存储介质及电子设备
JP2018179990A (ja) カメラパラメタセット算出方法、カメラパラメタセット算出プログラム及びカメラパラメタセット算出装置
CN108449945A (zh) 信息处理设备、信息处理方法和程序
CN110033492B (zh) 摄像机标定方法及终端
CN113029128A (zh) 视觉导航方法及相关装置、移动终端、存储介质
CN111754579A (zh) 多目相机外参确定方法及装置
CN112097732A (zh) 一种基于双目相机的三维测距方法、***、设备及可读存储介质
WO2023005457A1 (zh) 位姿计算方法和装置、电子设备、可读存储介质
Kim et al. Spherical approximation for multiple cameras in motion estimation: Its applicability and advantages
CN114494150A (zh) 一种基于半直接法的单目视觉里程计的设计方法
JP2008309595A (ja) オブジェクト認識装置及びそれに用いられるプログラム
CN109782755B (zh) 控制agv进行校准、agv校准位置的方法、计算机存储介质及agv
Kim et al. Recursive estimation of motion and a scene model with a two-camera system of divergent view
Huttunen et al. A monocular camera gyroscope

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant