一种双目线阵相机位置调节以及标定的方法与流程

技术特征：
1.一种双目线阵相机位置调节的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，将第一标定板放置于双目线阵相机的正前方；s2，通过双目线阵相机拍摄第一标定板得到成像图像；s3，执行步骤s4～s7之一或者任意组合步骤；s4，判断相机是否出现左右高低不一致的情况；s5，判断两个相机是否出现一前一后的情况；s6，判断两个相机出现一高一低的情况；s7，判断相机是否出现左右倾斜的情况；s8，根据出现的情况进行调节，使得两条扫描线在同一条水平线上，则两个相机的位置摆放保持在同一水平线。2.根据权利要求1所述的一种双目线阵相机位置调节的方法，其特征在于，在步骤s4中判断相机出现左右高低不一致的方法为：s4-1，当l1大于l2时，即左高右低的情况，此时有：m＝l1sinα，n＝l1cosα-l2cosα，解出α的值；s4-2，当l2大于l1时，即左低右高的情况，此时有：m＝l1sinα
′
，n＝l2cosα
′‑
l1sinα
′
，解出α
′
的值；其中两台相机的扫描线与水平线的角度分别为α、α
′
，相机1或相机2的扫描线在平行四边形和矩形上的长度分别为l1和l2，相机1或相机2的扫描线在第一标定板中平行四边形和矩形上的长度分别为l1和l2。3.根据权利要求1所述的一种双目线阵相机位置调节的方法，其特征在于，在步骤s5中判断两个相机出现一前一后的方法为：s5-1，如果l1成像长度大于l2，则说明相机1的位置靠前；s5-2，如果l2成像长度大于l1，则说明相机2的位置靠前；其中，l1表示相机1的扫描线在三个矩形上的长度，l2表示表示相机2的扫描线在三个矩形上的长度。4.根据权利要求1所述的一种双目线阵相机位置调节的方法，其特征在于，在步骤s6中判断两个相机出现一高一低的方法为：s6-1，如果l1的成像小于l2，则说明相机1的位置高于相机2；s6-2，如果l2的成像小于l1，则说明相机2的位置高于相机1；其中，l1表示相机1的扫描线在三角形上的长度，l2表示表示相机2的扫描线在三角形
上的长度。5.根据权利要求1所述的一种双目线阵相机位置调节的方法，其特征在于，在步骤s7中判断相机出现左右倾斜的方法为：s7-1，如果有de<ec，则相机向右倾斜；s7-2，如果有de>ec，则相机向左倾斜；其中ec、de分别为第一标定板中相邻的两个矩形的成像长度。6.根据权利要求1所述的一种双目线阵相机位置调节的方法，其特征在于，所述第一标定板包括：由四个位于同一水平线的矩形构成，在从左至右的第二、三、四个矩形中连接对角线，其中第二、四个矩形中的对角线有交点，对角线将矩形划分为直角三角形；第一个矩形填充有颜色，用来判断标定板的左右；或/和在步骤s8中，若相机出现左右高低不一致的情况，则调节角度直至相机水平；若两个相机出现一前一后的情况，则采用将在前的相机向后移动、将在后的相机向前移动、将在前的相机向后移动且将在后的相机向前移动之中的任一方法；若两个相机出现一高一低的情况，则采用将较高的相机向下移动、将较低的相机向上移动、将较高的相机向下移动且将较低的相机向上移动之中的任一方法；若相机出现左右倾斜的情况，则根据倾斜的方向进行反向调节，直至ec＝de，其中ec、de分别为第一标定板中相邻的两个矩形的成像长度。7.一种双目线阵相机标定的方法，其特征在于，包括以下步骤：s-a，放置第二标定板和相机，其中第二标定板与水平角度始终保持30度不变，相机扫描面始终垂直水平面；s-b，相机进行扫描，相机扫描面交于第二标定板的至少三个交点从而求得单应矩阵h；s-c，沿世界坐标系的z轴平移第二标定板或者相机，采集至少三张不同位置处的图像，从而计算出相机的内参和外参。8.根据权利要求7所述的一种双目线阵相机标定的方法，其特征在于，所述s-b中的交点包括：交点即世界坐标系下的横坐标；世界坐标系下的横坐标值根据其对应的像素坐标下的横坐标值、第二标定板的尺寸和交比不变性原理求得，像素坐标下的横坐标从图像中直接得出；其中每三个交点得到单应矩阵h的值，若有多个交点则可任意排列组合求得多个h值，然后通过lm优化方法得到最优的单应矩阵h。9.根据权利要求7所述的一种双目线阵相机标定的方法，其特征在于，所述s-c包括：定义一个3维向量：则b可以表示为：
其中b
11
＝1/α2，b
12
＝-u0/α2，b
22
＝1 u
02
/α2；v
·
b＝1，其中v是一个1
×
3的矩阵，则求解b至少需要3个方程，因此要求出唯一解至少需要3张图片；解出了唯一解b，则可以得到b，那么就可以求出u0和α分别为：其中u0表示图像中心点位置，α＝f
x
，f/d
x
＝f
x
，f表示相机焦距，d
x
表示像素的尺寸；因此相机内参a的结果如下：对于已知的单应性矩阵h＝[h
1 h2]，有：[h
1 h2]＝a[r t]，可以解出外参的各项参数r和t分别为：因此相机外参[r t]的结果如下：[r t]＝[a-1
h
1 a-1
h2]。10.根据权利要求7所述的一种双目线阵相机标定的方法，其特征在于，所述第二标定板由至少两个矩形构成，并连接每个矩形的一条对角线，且对角线相互平行。

技术总结
本发明提出了一种双目线阵相机位置调节的方法，包括以下步骤：S1，将第一标定板放置于双目线阵相机的正前方；S2，通过双目线阵相机拍摄标定板得到成像图像；S3，执行步骤S4～S7中的任一步骤；S4，判断相机是否出现左右高低不一致的情况；S5，判断两个相机是否出现一前一后的情况；S6，判断两个相机出现一高一低的情况；S7，判断相机是否出现左右倾斜的情况；S8，根据出现的情况进行调节，使得两条扫描线在同一条水平线上，则两个相机的位置摆放保持在同一水平线。本发明能通过标定板的方式将两个线阵相机的位置进行调节，方法简单可行且能保证了位置信息的精度。且能将动态标定转化为更加稳定的静态标定，实施性得到极大的提升。实施性得到极大的提升。实施性得到极大的提升。


技术研发人员：李昊 方黎勇 周启南 解向欣 刘伟
受保护的技术使用者：电子科技大学长三角研究院（湖州）
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/1/28