【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及相機標定，具體是一種相機內參標定方法、終端設備及存儲介質。
技術介紹
1、為確定空間物體三維坐標點與其在相機圖像中二維坐標點之間的相互關系，必須建立相機成像的幾何模型，這些幾何模型參數就是相機參數，求解相機參數的過程稱之為相機標定。相機標定分為內參標定和外參標定。其中相機內參由相機本身性質決定，與安裝位置無關。
2、傳統的相機內參一般采用棋盤格法進行標定，即采集多張不同距離不同位置姿態下的棋盤格板圖像進行標定，例如采集幾十張圖像才能精確求解內參，導致標定耗時較長、流程繁瑣。并且傳統的相機內參標定往往都忽視了標定后畸變評估問題，導致標定結果在實際應用過程中往往達不到需求。
技術實現思路
1、針對上述現有技術中的不足，本專利技術提供一種相機內參標定方法、終端設備及存儲介質，同時采用多塊charuco標定板進行內參標定，并且在標定過程中進行標定誤差判定與標定后的畸變評估，不僅能夠簡化標定流程，而且能夠提高標定精度，解決缺少標定后畸變評估的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種相機內參標定方法，采用多塊charuco標定板對相機的內參進行標定，所述標定方法包括如下步驟：
3、步驟1，基于采集的charuco標定板圖像對相機的內參進行標定，得到內參結果；
4、步驟2，基于所述內參結果計算重投影誤差、光心偏移誤差與焦距偏移誤差，并判斷所述重投影誤差、所述光心偏移誤差與所述焦距偏移誤差是否均符合誤差精度要求：
5、
6、否則，調整charuco標定板和/或相機的位姿后，通過相機再次采集charuco標定板圖像，并返回步驟1；
7、步驟3，對所述內參結果進行畸變評估，得到畸變評估值，并判斷所述畸變評估值是否均符合畸變評估精度要求：
8、若是，則輸出所述內參結果；
9、否則，調整charuco標定板和/或相機的位姿后，通過相機再次采集charuco標定板圖像，并返回步驟1。
10、在其中一個實施例，步驟1中，所述基于采集的charuco標定板圖像對相機的內參進行標定，具體為：
11、步驟1.1，獲取相機采集的charuco標定板圖像，并檢測charuco標定板圖像中所有的aruco圖案，得到aruco圖案的id和四個頂點的2d像素坐標；
12、步驟1.2，構建charuco標定板的三維點云，并基于charuco標定板上aruco與方格的邊長依次修改三維點云中的id序列；
13、步驟1.3，根據構建的三維點云與aruco頂點的2d像素坐標，在charuco標定板圖像中插入角點并記錄2d角點坐標；
14、步驟1.4，基于實際aruco邊長和方格邊長確定真實3d角點坐標，并根據真實3d角點坐標與2d角點坐標做pnp匹配，得到相機的內參結果。
15、在其中一個實施例，步驟2中，所述重投影誤差的計算過程為：
16、根據所述內參結果，將真實3d角點坐標投影到charuco標定板圖像上，得到2d投影點坐標；
17、計算所有2d投影點到對應2d角點的平均像素距離，即為所述重投影誤差。
18、在其中一個實施例，步驟2中，所述光心偏移誤差的計算過程為：
19、分別將charuco標定板圖像x方向與y方向上的像素精度的1/2作為x方向光心真值與y方向光心真值；
20、計算得到所述內參結果中x方向的標定光心cx與x方向光心真值之間的x方向光心偏差；
21、計算得到所述內參結果中y方向的標定光心cy與y方向光心真值之間的y方向光心偏差；
22、所述x方向光心偏差與所述y方向光心偏差共同組成所述光心偏移誤差，當且僅當所述x方向光心偏差、所述y方向光心偏差分別滿足對應的精度要求時，所述光心偏移誤差符合誤差精度要求。
23、在其中一個實施例，步驟2中，所述焦距偏移誤差的計算過程為：
24、將相機的有效焦距與像元尺寸之間的商值作為焦距真值，計算所述焦距真值和所述內參結果中標定焦距(fx+fy)/2的相對偏移量百分比，即為所述焦距偏移誤差。
25、在其中一個實施例，步驟3中，對所述內參結果進行畸變評估的過程具體為：
26、獲取相機拍攝的橫條狀標定板圖像，并提取所述橫條狀標定板圖像中黑白橫條直線邊緣的邊緣點；
27、根據提取的邊緣點進行插值，得到連續的直線段邊緣，并進一步擬合得到各黑白橫條直線邊緣的擬合直線；
28、計算各所述擬合直線的平均垂直像素距離，得到畸變評估的平均誤差；
29、基于每條所述擬合直線的點計算極值垂直像素距離，得到畸變評估的最大誤差；
30、所述畸變評估的平均誤差、所述畸變評估的最大誤差共同組成所述畸變評估值，當且僅當所述畸變評估的平均誤差、所述畸變評估的最大誤差分別滿足對應的畸變評估精度時，所述畸變評估值符合畸變評估精度要求。
31、在其中一個實施例，所述畸變評估的平均誤差為：
32、
33、其中，s為畸變評估的平均誤差，l為橫條狀標定板圖像中直線數量，nl為每條直線上的擬合點數量，sli為擬合點到擬合直線的距離，αl為擬合直線和水平軸夾角的正弦值，xli為擬合點橫坐標，βl為擬合直線和水平軸夾角的余弦值，yli為擬合點縱坐標，γl為擬合直線一般式方程的常數項。
34、在其中一個實施例，所述畸變評估的最大誤差為：
35、
36、其中，dmax為畸變評估的最大誤差，maxisli為一條擬合直線上擬合點到擬合直線的最大正向側距離，minisli為一條擬合直線上擬合點到擬合直線的最大負向側距離，|maxisli-minisli|為一條擬合直線的極值垂直像素距離。
37、為實現上述目的，本專利技術還提供一種終端設備，包括：
38、存儲器，用于存儲程序；
39、處理器，用于執行所述存儲器存儲的所述程序，當所述程序被執行時，所述處理器用于執行如上述的方法的部分或全部步驟。
40、為實現上述目的，本專利技術還提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執行指令；所述計算機執行指令被處理器執行時用于實現如上述的方法的部分或全部步驟。
41、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益技術效果：
42、1.采用多塊charuco標定板進行內參標定，進而能夠有效地減少標定過程中圖像采集的次數，簡化了標定流程；
43、2.在標定過程中進行基于重投影誤差、光心偏移誤差與焦距偏移誤差的標定精度評估，保障了內參標定的精確性；
44、3.在標定后進行了畸變評估，使得內參結果中的畸變系數更加符合實際使用的需求，解決了缺少標定后畸變評估的問題。
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1.一種相機內參標定方法，其特征在于，采用多塊charuco標定板對相機的內參進行標定，所述標定方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟1中，所述基于采集的charuco標定板圖像對相機的內參進行標定，具體為：
3.根據權利要求2所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟2中，所述重投影誤差的計算過程為：
4.根據權利要求1所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟2中，所述光心偏移誤差的計算過程為：
5.根據權利要求1所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟2中，所述焦距偏移誤差的計算過程為：
6.根據權利要求1所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟3中，對所述內參結果進行畸變評估的過程具體為：
7.根據權利要求6所述的相機內參標定方法，其特征在于，所述畸變評估的平均誤差為：
8.根據權利要求6所述的相機內參標定方法，其特征在于，所述畸變評估的最大誤差為：
9.一種終端設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，
...【技術特征摘要】
1.一種相機內參標定方法，其特征在于，采用多塊charuco標定板對相機的內參進行標定，所述標定方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟1中，所述基于采集的charuco標定板圖像對相機的內參進行標定，具體為：
3.根據權利要求2所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟2中，所述重投影誤差的計算過程為：
4.根據權利要求1所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟2中，所述光心偏移誤差的計算過程為：
5.根據權利要求1所述的相機內參標定方法，其特征在于，步驟2中，所述焦距偏移誤...
【專利技術屬性】
技術研發人員：安向京，尹艦，孟德遠，
申請(專利權)人：廣州行深智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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