CN112233185A - 相机标定方法、图像配准方法及摄像器件、存储装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种相机标定方法、图像配准方法及摄像器件、存储装置，其中，相机标定方法包括：获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置；其中，预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围；利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置；以及，利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置；基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数。上述方案，能够提高图像配准效果。
Description
技术领域
本申请涉及光学技术领域，特别是涉及一种相机标定方法、图像配准方法及摄像器件、存储装置。
背景技术
图像配准作为图像拼接、图像融合、立体视觉、三维重建、深度估计和图像测量中最重要的技术之一，已在图像处理中得到广泛应用。图像配准通常是指利用摄像头之间的成像变换参数，将摄像头所拍摄到的图像相叠加，达到完全重合的状态。
精确的图像配准是图像拼接、图像融合等应用得以准确实现的重要前提条件。现有的配准方法往往都依赖于摄像头所在场景具有较为醒目的特征，作为提取或选取的对象。因此，对于特征不够突出的场景，现有的配准方法通常配准效果较差。有鉴于此，如何提高图像配准效果成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种相机标定方法、图像配准方法及摄像器件、存储装置，能够提高图像配准效果。
为了解决上述问题，本申请第一方面提供了一种相机标定方法，包括：获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置；其中，预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围；利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置；以及，利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置；基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数。
为了解决上述问题，本申请第二方面提供了一种图像配准方法，包括：获取第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数；其中，成像转换参数是通过上述第一方面中的相机标定方法获得的；利用成像转换参数，将第一摄像头拍摄的第一图像与第二摄像头拍摄的第二图像进行配准。
为了解决上述问题，本申请第三方面提供了一种摄像器件，包括相互耦接的存储器和处理器，存储器存储有程序指令，处理器用于执行程序指令以实现上述第一方面中的相机标定方法。
为了解决上述问题，本申请第四方面提供了一种存储装置，存储有能够被处理器运行的程序指令，程序指令用于上述第一方面中的相机标定方法。
上述方案，通过获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置，且预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围，从而利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置，并利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置，进而基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数，故只需摄像头的相机参数以及若干预设点的空间位置，即可得到摄像头之间的成像转换参数，而无需提取任何场景特征，从而能够提高成像转换参数的准确性，进而能够有利于提高后续利用成像转换参数进行图像配准的效果。
附图说明
图1是本申请相机标定方法一实施例的流程示意图；
图2是预设点的空间位置一实施例的状态示意图；
图3是本申请相机标定方法另一实施例的流程示意图；
图4是本申请图像配准方法一实施例的流程示意图；
图5是本申请相机标定装置一实施例的框架示意图；
图6是本申请图像配准装置一实施例的框架示意图；
图7是本申请摄像器件一实施例的框架示意图；
图8是本申请存储装置一实施例的框架示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
本文中术语“***”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。
请参阅图1，图1是本申请相机标定方法一实施例的流程示意图。具体而言，可以包括如下步骤：
步骤S11：获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置。
本公开实施例中，预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围，即若干预设点位于第一摄像头的视场范围内，可被第一摄像头拍摄到，且若干预设点也位于第二摄像头的视场范围内，可被第二摄像头拍摄到。
在一个实施场景中，第一摄像头和第二摄像头可以集成于同一摄像器件中。例如，第一摄像头和第二摄像头可以在摄像器件中上下排列，或者，第一摄像头和第二摄像头可以在摄像器件中左右排列，具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。
在另一个实施场景中，第一摄像头和第二摄像头的类型可以根据实际应用需要进行设置。例如，第一摄像头可以为广角摄像头，第二摄像头可以为长焦摄像头；或者，第一摄像头和第二摄像头可以均为广角摄像头；或者，第一摄像头和第二摄像头可以均为长焦摄像头，在此不做限定。
在又一个实施场景中，若干预设点的数量可以根据实际应用需要进行设置。具体地，若干预设点的数量可以大于或等于4个等等，例如，4个、5个、6个、7个等等，以此类推，在此不再一一举例。
预设点的空间位置为预设点的三维坐标，为了便于描述，若干预设点中第i个预设点Ki的空间位置可以表示为(xi,yi,zi)。在一个实施场景中，请结合参阅图2，图2是预设点的空间位置一实施例的状态示意图，如图2所示，若干预设点均在预设视场范围内的预设平面上，且该预设平面垂直于摄像器件的光轴，摄像器件的光轴可以是第一摄像头的光轴(图中虚线A)，也可以是第二摄像头的光轴(图中虚线B)，此外，当第一摄像头的光轴与第二摄像头的光轴不平行时，摄像器件的光轴也可以是第一摄像头的光轴和第二摄像头的光轴所形成夹角的角平分线，具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。在一个具体的实施场景中，为了便于描述，摄像器件至该预设平面的距离可以记为d，则若干预设点中第i个预设点的空间位置可以表示为(xi,yi,d)。上述方式，通过将若干预设点均设置于预设视场内的预设平面上，且该预设平面垂直于摄像器件的光轴，能够有利于提高后续计算成像转换参数的准确性。
在一个具体的实施场景中，在第一摄像头和第二摄像头的视场范围已知的情况下，根据第一摄像头和第二摄像头之间的位置关系，可以确定两者的共同视场范围，在该共同视场范围内可以确定出多个与摄像器件的光轴垂直的预设平面，从而在其中一个预设平面中可以选取若干预设点，并获取若干预设点的空间位置，以便后续计算第一摄像头和第二摄像头的成像转换参数。故此，无需提取场景特征，也无需提供配准图像，或者进行复杂的前置工作，只需选取预设视场范围内若干虚拟点，作为预设点即可，使用方便，且能够适用于特征不够突出的场景。
步骤S12：利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置。
在一个实施场景中，相机参数具体可以包括内部元件参数，例如，可以包括镜头x轴焦距fx、y轴焦距fy，也可以包括x轴光心位置cx、y轴光心位置cy。在一个具体的实施场景中，内部元件参数可以采用如下矩阵K进行表示：
上述公式(1)中，s表示摄像头感光器件(sensor)的像元间距。
在一个实施场景中，可以将第一摄像头作为参考摄像头，从而可以利用第一摄像头的内部元件参数和空间位置，得到若干预设点的第一成像位置。
在一个具体的实施场景中，可以将若干预设点的空间位置分别与第一摄像头的内部元件参数相乘，得到对应的第一成像位置。具体地，可以表示为下式：
上述公式(2)中，
表示第一摄像头的内部元件参数，Pi表示若干预设点中第i个预设点的空间位置，X1i表示若干预设点中第i个预设点投影到第一摄像头的第一成像位置。
在另一个具体的实施场景中，也可以根据实际应用需要，将第二摄像头作为参考摄像头，采用与上述相似的步骤，得到若干预设点投影到第二摄像头的第二成像位置，具体在此不再赘述。
步骤S13：利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置。
在一个实施场景中，相机参数还可以包括外部位置参数，例如，可以包括旋转参数R，以及第一摄像头至第二摄像头的平移参数T。具体地，摄像器件在安装之后或安装之前，可以获得其安装信息，从而可以基于摄像器件的安装信息，得到摄像器件的外部位置参数，进而在第一摄像头为参考摄像头的前提下，可以利用第二摄像头的内部元件参数和外部位置参数，得到若干预设点的第二成像位置。
在一个具体的实施场景中，可以将若干预设点的空间位置分别与第二摄像头的内部元件参数和外部位置参数相乘，得到对应的第二成像位置。具体地，可以表示为下式：
上述公式(3)中，K2和
均表示第二摄像头的内部元件参数，
表示旋转参数R，
表示平移参数T，Pi表示若干预设点中第i个预设点的空间位置，X2i表示若干预设点中第i个预设点投影到第二摄像头的第二成像位置。
在另一个具体的实施场景中，摄像器件的安装信息具体可以包括摄像器件的安装角度，从而可以利用摄像器件的安装角度，确定摄像器件的光轴与第一预设平面的第一夹角α，与第二预设平面的第二夹角β，与第三预设平面的第三夹角γ，进而可以利用预设转换方式对第一夹角α、第二夹角β和第三夹角γ进行转换，得到旋转参数，且第一预设平面、第二预设平面和第三预设平面任意两者相互垂直。具体地，可以表示为下式：
上述公式(4)中，Rx(α)是roll角，和右手螺旋的方向相同(即在yz平面逆时针)，Ry(β)是pitch角，和右手螺旋的方向相同(即在zx平面逆时针)，Rz(γ)是yaw角，和右手螺旋的方向相同(即在xy平面逆时针)。上述第一预设平面具体可以是地面，上述安装角度具体可以是摄像器件的光轴与地面的夹角。
在又一个具体的实施场景中，当上述安装角度不为0时，即在摄像器件的光轴与地面不平行的情况下，还可以利用旋转参数对空间位置进行更新，并在更新后的空间位置的基础上，利用上述步骤，得到若干预设点的第一成像位置和第二成像位置。具体地，可以将旋转参数和空间相乘，从而实现对空间位置的更新。在一个具体的实施场景中，可以参阅下式：
Pi＝R*Ki……(5)
上述公式(5)中，R表示旋转参数，Ki表示空间位置，Pi表示更新后的空间位置。
在又一个具体的实施场景中，也可以根据实际应用需要，将第二摄像头作为参考摄像头，采用与上述相似的步骤，得到若干预设点投影到第二摄像头的第二成像位置，以及若干预设点投影到第一摄像头的第一成像位置，即可以利用第二摄像头的内部元件参数和空间位置，得到若干预设点的第二成像位置，并利用第一摄像头的内部元件参数和外部位置参数，得到若干预设点的第一成像位置。具体可以参考前述描述，在此不再赘述。
在一个实施场景中，上述步骤S12和步骤S13可以按照先后顺序执行，例如，先执行步骤S12，后执行步骤S13，或者，先执行步骤S13，后执行步骤S12。在另一个实施场景中，上述步骤S12和步骤S13还可以同时执行。具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。
步骤S14：基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数。
在一个实施场景中，可以利用预设点的第一成像位置和第二成像位置，构建关于成像转换参数的目标函数，从而利用预设求解方式求解目标函数，得到成像转换参数。具体地，对应于每个预设点，都可以利用其第一成像位置和第二成像位置，构建一关于成像转换参数的目标函数，具体可以表示为下式：
上述公式(6)中，H表示成像转换参数，
表示第i个预设点的第一成像位置，X2i表示第i个预设点的第二成像位置。通过若干预设点可以构建若干关于成像转换参数的方程组，从而求解该方程组，即可求得成像转换参数中各个元素的数值。例如，当成像转换参数为一矩阵时，可以求得该矩阵中各元素的数值。具体地，该矩阵的大小可以根据实际应用需要进行设置，例如3*3等，在此不做限定。
在一个具体的实施场景中，在场景中包含不止两个摄像头时，也可以利用上述步骤获得任意两个摄像头之间的成像转换参数。例如，当场景中包含三个摄像头时，可以获取第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数，并获取第二摄像头和第三摄像头之间的成像转换参数，并获取第一摄像头和第三摄像头之间的成像转换参数，当场景中包含四个、五个、六个等摄像头时，可以以此类推，在此不再一一举例，具体可以参阅前述步骤描述，在此不再赘述。此外，上述不止两个摄像头还可以集成于同一摄像器件中，例如，三个摄像头集成于同一摄像器件中，或者，四个摄像头集成于同一摄像器件中，具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。
上述方案，通过获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置，且预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围，从而利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置，并利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置，进而基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数，故只需摄像头的相机参数以及若干预设点的空间位置，即可得到摄像头之间的成像转换参数，而无需提取任何场景特征，从而能够提高成像转换参数的准确性，进而能够有利于提高后续利用成像转换参数进行图像配准的效果。
请参阅图3，图3是本申请相机标定方法另一实施例的流程示意图。具体可以包括如下步骤：
步骤S31：基于摄像器件安装信息，得到摄像器件的外部位置参数。
本公开实施例中，摄像器件集成有第一摄像头和第二摄像头。安装信息具体可以包括摄像器件的安装角度。
具体可以参阅前述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
步骤S32：获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置。
本公开实施例中，预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围。
具体可以参阅前述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
在一个实施场景中，上述步骤S31和步骤S32可以按照先后顺序执行，例如，先执行步骤S31，后执行步骤S32，或者，先执行步骤S32，后执行步骤S31。在另一个实施场景中，上述步骤S31和步骤S32也可以同时执行。具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。
步骤S33：判断安装角度是否为0，若否，则执行步骤S34，否则执行步骤S35。
步骤S34：利用旋转参数对空间位置进行更新。
具体可以参阅前述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
步骤S35：将第一摄像头作为参考摄像头，并利用第一摄像头的内部元件参数和空间位置，得到若干预设点的第一成像位置。
具体可以参阅前述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
步骤S36：利用第二摄像头的内部元件参数和外部位置参数，得到若干预设点的第二成像位置。
具体可以参阅前述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
在一个实施场景中，也可以将第二摄像头作为参考摄像头，从而可以利用第二摄像头的内部元件参数和空间位置，得到若干预设点的第二成像位置，并利用第一摄像头的内部元件参数和外部位置参数，得到若干预设点的第一成像位置。具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。
步骤S37：基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数。
具体可以参阅前述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
区别于前述实施例，基于摄像器件安装信息，得到摄像器件的外部位置参数，并获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置，从而判断安装角度是否为0，并在不为0时，利用旋转参数对空间位置进行更新，为0时，直接将第一摄像头作为参考摄像头，并利用第一摄像头的内部元件参数和空间位置，得到若干预设点的第一成像位置，并利用第二摄像头的内部元件参数和外部位置参数，得到若干预设点的第二成像位置，进而基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数，故只需摄像头的相机参数以及若干预设点的空间位置，即可得到摄像头之间的成像转换参数，而无需提取任何场景特征，从而能够提高成像转换参数的准确性，进而能够有利于提高后续利用成像转换参数进行图像配准的效果。
请参阅图4，图4是本申请图像配准方法一实施例的流程示意图。具体而言，可以包括如下步骤：
步骤S41：获取第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数。
本公开实施例中，成像转换参数是通过上述任一相机标定方法实施例中的步骤得到的。具体地，可以参阅前述实施例中的相关步骤，在此不再赘述。
在一个实施场景中，第一摄像头和第二摄像头可以集成于同一摄像器件中。例如，第一摄像头和第二摄像头可以在摄像器件中上下排列，或者，第一摄像头和第二摄像头可以在摄像器件中左右排列，具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。
步骤S42：利用成像转换参数，将第一摄像头拍摄的第一图像与第二摄像头拍摄的第二图像进行配准。
在一个实施场景中，当在获得成像转换参数的过程中，以第一摄像头为参考摄像头时，可以将第一摄像头拍摄到的第一图像中像素点的像素坐标乘以成像转换参数，得到对应像素点在第二摄像头拍摄到的第二图像中的像素坐标，从而将第一图像中像素点与第二图像中对应像素点对齐，即可将第一摄像头拍摄的第一图像与第二摄像头拍摄的第二图像配准。
在另一个实施场景中，当在获得成像转换参数的过程中，以第二摄像头为参考摄像头时，可以将第二摄像头拍摄到的第二图像中像素点的像素坐标乘以成像转换参数，得到对应像素点在第一摄像头拍摄到的第一图像中的像素坐标，从而将第二图像中像素点与第一图像中对应像素点对齐，即可将第二摄像头拍摄的第二图像与第一摄像头拍摄的第一图像配准。
在又一个实施场景中，在第一图像和第二图像配准之后，还可以基于配准结果，将第一图像和第二图像进行拼接处理、融合处理等等，具体可以根据实际应用需要进行设置，在此不做限定。
上述方案，通过上述相机标定方法实施例中的步骤得到成像转换参数，能够提高成像转换参数的准确性，故在基于该成像转换参数将第一摄像头拍摄的第一图像与第二摄像头拍摄的第二图像进行配准时，能够提高配准效果。
请参阅图5，图5是本申请相机标定装置50一实施例的框架示意图。相机标定装置50包括位置获取模块51、第一投影模块52、第二投影模块53和参数确定模块54，位置获取模块51用于获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置；其中，预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围；第一投影模块52用于利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置；以及，第二投影模块53用于利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置；参数确定模块54用于基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数。
上述方案，通过获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置，且预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围，从而利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置，并利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置，进而基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数，故只需摄像头的相机参数以及若干预设点的空间位置，即可得到摄像头之间的成像转换参数，而无需提取任何场景特征，从而能够提高成像转换参数的准确性，进而能够有利于提高后续利用成像转换参数进行图像配准的效果。
在一些实施例中，第一摄像头和第二摄像头集成于同一摄像器件中，相机参数包括内部元件参数，第一投影模块52具体用于将第一摄像头作为参考摄像头，并利用第一摄像头的内部元件参数和空间位置，得到若干预设点的第一成像位置。
区别于前述实施例，第一摄像头和第二摄像头集成于同一摄像器件中，相机参数包括内部元件参数，从而将第一摄像头作为参考摄像头，并利用第一摄像头的内部元件参数和空间位置，得到若干预设点的第一成像位置，有利于降低标定的计算量，降低标定复杂度。
在一些实施例中，相机参数还包括外部位置参数，相机标定装置50还包括外参获取模块，用于基于摄像器件安装信息，得到摄像器件的外部位置参数，第二投影模块53具体用于利用第二摄像头的内部元件参数和外部位置参数，得到若干预设点的第二成像位置。
区别于前述实施例，相机参数还包括外部位置参数，通过基于摄像器件安装信息，得到摄像器件的外部位置参数，从而利用第二摄像头的内部元件参数和外部位置参数，得到若干预设点的第二成像位置，能够有利于降低标定的计算量，降低标定复杂度。
在一些实施例中，安装信息包括摄像器件的安装角度，外部位置参数包括摄像器件的旋转参数，外参获取模块包括夹角获取子模块，用于利用摄像器件的安装角度，确定摄像器件的光轴与第一预设平面的第一夹角，与第二预设平面的第二夹角，与第三预设平面的第三夹角，外参获取模块包括夹角转换子模块，用于利用预设转换方式对第一夹角、第二夹角和第三夹角进行转换，得到旋转参数，且第一预设平面、第二预设平面和第三预设平面任意两者相互垂直。
区别于前述实施例，安装信息包括摄像器件的安装角度，外部位置参数包括摄像器件的旋转参数，从而利用摄像器件的安装角度，确定摄像器件的光轴与第一预设平面的第一夹角，与第二预设平面的第二夹角，与第三预设平面的第三夹角，并利用预设转换方式对第一夹角、第二夹角和第三夹角进行转换，得到旋转参数，且第一预设平面、第二预设平面和第三预设平面任意两者相互垂直，能够有利于提高旋转参数的准确性。
在一些实施例中，第一预设平面为地面，和/或，相机标定装置50还包括位置更新模块，用于在安装角度不为0时，利用旋转参数对空间位置进行更新。
区别于前述实施例，将第一预设平面设置为地面，能够降低标定复杂度；在安装角度不为0时，利用旋转参数对空间位置进行更新，能够有利于提高标定准确性。
在一些实施例中，外部位置参数还包括第一摄像头至第二摄像头的平移参数；第一投影模块52具体用于将若干预设点的空间位置分别与第一摄像头的内部元件参数相乘，得到对应的第一成像位置，第二投影模块53具体用于将若干预设点的空间位置分别与第二摄像头的内部元件参数和外部位置参数相乘，得到对应的第二成像位置。
区别于前述实施例，上述设置能够有利于降低相机标定的计算复杂度。
在一些实施例中，若干预设点均在预设视场范围内的第四预设平面上，且第四预设平面垂直于摄像器件的光轴。
区别于前述实施例，将若干预设点均设置在预设视场范围内的第四预设平面上，且第四预设平面垂直于摄像器件的光轴，能够有利于提高标定的准确性。
在一些实施例中，参数确定模块54包括函数构建子模块，用于利用预设点的第一成像位置和第二成像位置，构建关于成像转换参数的目标函数，参数确定模块54包括函数求解子模块，用于利用预设方式求解目标函数，得到成像转换参数。
区别于前述实施例，通过利用预设点的第一成像位置和第二成像位置，构建关于成像转换参数的目标函数，从而利用预设方式求解目标函数，得到成像转换参数，能够有利于简化标定流程，降低标定复杂度。
请参阅图6，图6是本申请图像配准装置60一实施例的框架示意图。图像配准装置60包括参数获取模块61和图像配准模块62，参数获取模块61用于获取第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数；其中，成像转换参数是通过上述任一相机标定装置实施例中的相机标定装置获得的；图像配准模块62用于利用成像转换参数，将第一摄像头拍摄的第一图像与第二摄像头拍摄的第二图像进行配准。
上述方案，通过上述任一相机标定装置实施例中的相机标定装置得到成像转换参数，能够提高成像转换参数的准确性，故在基于该成像转换参数将第一摄像头拍摄的第一图像与第二摄像头拍摄的第二图像进行配准时，能够提高配准效果。
请参阅图7，图7是本申请摄像器件70一实施例的框架示意图。摄像器件70包括相互耦接的存储器71和处理器72，存储器71存储有程序指令，处理器72用于执行程序指令以实现上述任一相机标定方法实施例中的步骤。此外，摄像器件70还可以根据实际应用需要设置有感光元件、光学镜片等等，具体在此不做限定。
具体而言，处理器72用于控制其自身以及存储器71以实现上述任一相机标定方法实施例中的步骤。处理器72还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器72可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器72还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器72可以由多个集成电路芯片共同实现。
上述方案，通过获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置，且预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围，从而利用第一摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第一摄像头上的第一成像位置，并利用第二摄像头的相机参数和空间位置，得到若干预设点投影在第二摄像头上的第二成像位置，进而基于若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数，故只需摄像头的相机参数以及若干预设点的空间位置，即可得到摄像头之间的成像转换参数，而无需提取任何场景特征，从而能够提高成像转换参数的准确性，进而能够有利于提高后续利用成像转换参数进行图像配准的效果。
请参阅图8，图8为本申请存储装置80一实施例的框架示意图。存储装置80存储有能够被处理器运行的程序指令801，程序指令801用于实现上述任一相机标定方法实施例中的步骤。
上述方案，能够提高成像转换参数的准确性，进而能够有利于提高后续利用成像转换参数进行图像配准的效果。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (12)
1.一种相机标定方法，其特征在于，包括：
获取位于预设视场范围内若干预设点的空间位置；其中，所述预设视场范围为第一摄像头和第二摄像头的共同视场范围；
利用所述第一摄像头的相机参数和所述空间位置，得到所述若干预设点投影在所述第一摄像头上的第一成像位置；以及，
利用所述第二摄像头的相机参数和所述空间位置，得到所述若干预设点投影在所述第二摄像头上的第二成像位置；
基于所述若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定所述第一摄像头和所述第二摄像头之间的成像转换参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一摄像头和所述第二摄像头集成于同一摄像器件中，所述相机参数包括内部元件参数；
所述利用所述第一摄像头的相机参数和所述空间位置，得到所述若干预设点投影在所述第一摄像头上的第一成像位置，包括：
将所述第一摄像头作为参考摄像头，并利用所述第一摄像头的内部元件参数和所述空间位置，得到所述若干预设点的第一成像位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相机参数还包括外部位置参数；在所述利用所述第二摄像头的相机参数和所述空间位置，得到所述若干预设点投影在所述第二摄像头上的第二成像位置之前，所述方法还包括：
基于所述摄像器件安装信息，得到所述摄像器件的外部位置参数；
所述利用所述第二摄像头的第二相机参数和所述空间位置，得到所述若干预设点投影在所述第二摄像头上的第二成像位置，包括：
利用所述第二摄像头的内部元件参数和所述外部位置参数，得到所述若干预设点的第二成像位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述安装信息包括所述摄像器件的安装角度，所述外部位置参数包括所述摄像器件的旋转参数；
所述基于所述摄像器件安装位置信息，得到所述摄像器件的外部位置参数，包括：
利用所述摄像器件的安装角度，确定所述摄像器件的光轴与第一预设平面的第一夹角，与第二预设平面的第二夹角，与第三预设平面的第三夹角；
利用预设转换方式对所述第一夹角、所述第二夹角和所述第三夹角进行转换，得到所述旋转参数；
其中，所述第一预设平面、所述第二预设平面和所述第三预设平面任意两者相互垂直。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一预设平面为地面；
和/或，在所述利用所述第一摄像头的相机参数和所述空间位置，得到所述若干预设点投影在所述第一摄像头上的第一成像位置之前，所述方法还包括：
在所述安装角度不为0时，利用所述旋转参数对所述空间位置进行更新。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述外部位置参数还包括所述第一摄像头至所述第二摄像头的平移参数；
和/或，所述利用所述第一摄像头的内部元件参数和所述空间位置，得到所述若干预设点的第一成像位置，包括：
将所述若干预设点的空间位置分别与所述第一摄像头的内部元件参数相乘，得到对应的所述第一成像位置；
和/或，所述利用所述第二摄像头的内部元件参数和所述外部位置参数，得到所述若干预设点的第二成像位置，包括：
将所述若干预设点的空间位置分别与所述第二摄像头的内部元件参数和所述外部位置参数相乘，得到对应的所述第二成像位置。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若干预设点均在所述预设视场范围内的第四预设平面上，且所述第四预设平面垂直于所述摄像器件的光轴。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述若干预设点的第一成像位置和第二成像位置，确定所述第一摄像头和所述第二摄像头之间的成像转换参数，包括：
利用所述预设点的第一成像位置和所述第二成像位置，构建关于所述成像转换参数的目标函数；
利用预设方式求解所述目标函数，得到所述成像转换参数。
9.一种图像配准方法，其特征在于，包括：
获取第一摄像头和第二摄像头之间的成像转换参数；其中，所述成像转换参数是通过权利要求1至8任一项所述的相机标定方法获得的；
利用所述成像转换参数，将所述第一摄像头拍摄的第一图像与所述第二摄像头拍摄的第二图像进行配准。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一摄像头和所述第二摄像头集成于同一摄像器件中。
11.一种摄像器件，其特征在于，包括相互耦接的存储器和处理器，所述存储器存储有程序指令，所述处理器用于执行所述程序指令以实现权利要求1至8任一项所述的相机标定方法，或实现权利要求9至10任一项所述的图像配准方法。
12.一种存储装置，其特征在于，存储有能够被处理器运行的程序指令，所述程序指令用于实现权利要求1至8任一项所述的相机标定方法，或实现权利要求9至10任一项所述的图像配准方法。
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| CN202011019202.2A CN112233185B (zh) | 2020-09-24 | 2020-09-24 | 相机标定方法、图像配准方法及摄像器件、存储装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112770057A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-07 | 北京地平线机器人技术研发有限公司 | 摄像头参数调整方法和装置、电子设备和存储介质 |
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| CN109118545A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-01-01 | 深圳市易尚展示股份有限公司 | 基于旋转轴和双目摄像头的三维成像***标定方法及*** |
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2020
- 2020-09-24 CN CN202011019202.2A patent/CN112233185B/zh active Active
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