本发明属于相机标定领域，具体为一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统,该方法包括：接收LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息及灯点位置信息；根据灯点位置信息确定LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个角灯点围成灯点矩形框；根据灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；根据边灯点的位置信息进行灯点位置排序，构造三维世界坐标序列，并输出灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；根据灯点矩形框四条边框的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。本发明能实现相机的实时标定，降低了时间成本和工作人员的工作量。
1.一种利用LED屏幕进行相机标定的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息及灯点位置信息；
根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框；
根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；
构造三维世界坐标序列，并输出所述灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；
根据所述灯点矩形框四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。
2.根据权利要求1所述的利用LED屏幕进行相机标定的方法，其特征在于，根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，包括：以左上角为坐标原点，从左往右x轴递增，从上往下y轴递增，建立直角坐标系；在所述LED矩阵图片中，计算斜率为-1且经过灯点的第一直线的截距，在所述第一直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的左上角灯点和右下角灯点；
计算斜率为1且经过灯点的第二直线的截距，在所述第二直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的右上角灯点和左下角灯点。
3.根据权利要求1所述的利用LED屏幕进行相机标定的方法，其特征在于，根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息，包括：根据所有所述灯点的位置信息对所述灯点矩形框区域进行泰森多边形剖分，输出所述灯点矩形框中四条边框上边灯点的位置信息；
以4个角灯点的左上角为坐标系原点，上框边为x轴，左框边为y轴，坐标系中x轴水平方向向右横坐标逐渐增大，y轴竖直方向向下纵坐标逐渐递增，在标定软件中读取所有灯点坐标、四个角灯点坐标、四个角灯点间的距离以及最外围的灯点矩形框，判断某一灯点坐标是否位于灯点矩形框内，如果位于灯点矩形框内，以该灯点坐标为样点得到泰森多边形的所有顶点坐标，并遍历所有顶点坐标，得到顶点到该灯点的距离最大值，该灯点最大值与事先设定的值进行比较，大于设定的值，则该灯点为位于灯点矩形框四条边框上的点，最后输出灯点矩形框四条边框上所有的灯点坐标；
计算所述边灯点到所述灯点矩形框四条边框的归一化距离；在所述归一化距离最小时，确定所述边灯点位于该对应的边框上；
4.根据权利要求1所述的利用LED屏幕进行相机标定的方法，其特征在于，根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序，包括：以所述四个角灯点的左上角灯点为原点，上边框为x轴，左边框为y轴创建坐标系；
将所述灯点矩形框上下两条边框上的所述边灯点坐标，按照x坐标值大小进行排序；
将所述灯点矩形框左右两条边框上的所述边灯点坐标，按照y坐标值大小进行排序。
5.一种利用LED屏幕进行相机标定的系统，其特征在于，包括：灯点矩阵信息获取模块、角灯点确认模块、灯点排序模块、三维世界坐标序列创建模块及相机标定模块；其中，所述灯点矩阵信息获取模块，与所述角灯点确认模块相连接，灯点矩阵信息获取模块接收所述LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息及灯点位置信息；
所述角灯点确认模块，与所述灯点矩阵信息获取模块及灯点排序模块相连接，用于根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框；
所述灯点排序模块，与所述角灯点确认模块及三维世界坐标序列创建模块相连接，用于根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序；
所述三维世界坐标序列创建模块，与所述灯点排序模块及相机标定模块相连接，用于根据所述灯点位置排序构造三维世界坐标序列，输出所述灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；
所述相机标定模块，与所述三维世界坐标序列创建模块相连接，用于根据所述灯点矩形框四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。
6.根据权利要求5所述的利用LED屏幕进行相机标定的系统，其特征在于，所述角灯点确认模块，包括：第一角灯点确认单元、第二角灯点确认单元及灯点矩形框生成单元；其中，以左上角为坐标原点，从左往右x轴递增，从上往下y轴递增，建立直角坐标系；
所述第一角灯点确认单元，与所述灯点矩阵信息获取模块及灯点矩形框生成单元相连接，在所述LED矩阵图片中，计算斜率为-1且经过灯点的第一直线的截距，在所述第一直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的左上角灯点和右下角灯点；
所述第二角灯点确认单元，与所述灯点矩阵信息获取模块及灯点矩形框生成单元相连接，计算斜率为1且经过灯点的第二直线的截距，在所述第二直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的右上角灯点和左下角灯点；
所述灯点矩形框生成单元，与所述第一角灯点确认单元、第二角灯点确认单元及灯点排序模块相连接，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框。
7.根据权利要求5所述的利用LED屏幕进行相机标定的系统，其特征在于，所述灯点排序模块，包括灯点计算单元和边灯点确认单元，其中，所述灯点计算单元与所述角灯点确认模块及边灯点确认单元连接，根据所有所述灯点的位置信息对所述灯点矩形框区域进行泰森多边形剖分，输出所述灯点矩形框中四条边框上边灯点的位置信息；以4个角灯点的左上角为坐标系原点，上框边为x轴，左框边为y轴，坐标系中x轴水平方向向右横坐标逐渐增大，y轴竖直方向向下纵坐标逐渐递增，在标定软件中读取所有灯点坐标、四个角灯点坐标、四个角灯点间的距离以及最外围的灯点矩形框，判断某一灯点坐标是否位于灯点矩形框内，如果位于灯点矩形框内，以该灯点坐标为样点得到泰森多边形的所有顶点坐标，并遍历所有顶点坐标，得到顶点到该灯点的距离最大值，该灯点最大值与事先设定的值进行比较，大于设定的值，则该灯点为位于灯点矩形框四条边框上的点，最后输出灯点矩形框四条边框上所有的灯点坐标；计算所述边灯点到所述灯点矩形框四条边框的归一化距离，在所述归一化距离最小时，确定所述边灯点位于该对应的边框上，输出所述四条边框上的边灯点位置信息；
所述边灯点确认单元与所述灯点计算单元和所述三维世界坐标序列创建模块相连接。
8.根据权利要求7所述的利用LED屏幕进行相机标定的系统，其特征在于，所述灯点排序模块还包括灯点位置信息排序单元，所述灯点位置信息排序单元与所述边灯点确认单元连接，以所述四个角灯点的左上角灯点为原点，上边框为x轴，左边框为y轴创建坐标系；
将所述灯点矩形框上下两条边框上的所述边灯点坐标，按照x坐标值大小进行排序；
将所述灯点矩形框左右两条边框上的所述边灯点坐标，按照y坐标值大小进行排序。
一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于相机标定方法领域，具体为一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统。
背景技术
[0002] 在机器视觉或图像测量中，为确定物体表面上点三维坐标与物体图像像点之间的关系，必须建立相机成像几何模型，求解几何模型参数的过程称为相机标定，无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。因此，做好相机标定是做好后续工作的前提，提高标定精度是科研工作的重点所在。常见的相机标定方法需要在不同位置、不同角度、不同姿态下拍摄一定数量的标定照片，标定板需要是黑白相间的矩形构成的棋盘图，制作精度要求较高；而且传统的相机标定方法需要客户将校正相机寄回公司，待相机标定好后再发回客户才能使用，时间成本较大，而且需要制作标定板来拍摄标定照片，增加了工作人员的工作量，且过程繁琐。
发明内容
[0003] 为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种利用LED屏幕进行相机标定的方法及系统，可以实现实时标定，软件运行时就可以标定，降低了时间成本和工作人员的工作量。
[0004] 本发明的第一个目的是提供一种利用LED屏幕进行相机标定的方法，所述方法包括：
[0005] 接收所述LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息(行和列上的灯点数量)及灯点位置信息；
[0006] 根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框；
[0007] 根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；
[0008] 根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序；
[0009] 构造三维世界坐标序列，并输出所述灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；
[0010] 根据所述灯点矩形框四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。
[0011] 进一步的，根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，包括：
[0012] 在所述LED矩阵图片中，计算斜率为-1且经过灯点的第一直线的截距，在所述第一直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的左上角灯点和右下角灯点；
[0013] 计算斜率为1且经过灯点的第二直线的截距，在所述第二直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的右上角灯点和左下角灯点。
[0014] 进一步的，根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息，包括：
[0015] 根据所有所述灯点的位置信息对所述灯点矩形框区域进行泰森多边形剖分，输出所述灯点矩形框中四条边框上边灯点的位置信息；
[0016] 计算所述边灯点到所述灯点矩形框四条边框的归一化距离；在所述归一化距离最小时，确定所述边灯点位于该对应的边框上，并输出所述四条边框上边灯点的位置信息。
[0017] 进一步的，根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序，包括：
[0018] 以所述四个角灯点的左上角灯点为原点，上边框为x轴，左边框为y轴创建坐标系；
[0019] 将所述灯点矩形框上下两条边框上的所述边灯点坐标，按照x坐标值大小进行排序；
[0020] 将所述灯点矩形框左右两条边框上的所述边灯点坐标，按照y坐标值大小进行排序。
[0021] 本发明的第二个目的是提供一种利用LED屏幕进行相机标定的系统，包括：灯点矩阵信息获取模块、角灯点确认模块、灯点排序模块、三维世界坐标序列创建模块及相机标定模块；其中，
[0022] 所述灯点矩阵信息获取模块，与所述角灯点确认模块相连接，灯点矩阵信息获取模块接收所述LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息及灯点位置信息；
[0023] 所述角灯点确认模块，与所述灯点矩阵信息获取模块及灯点排序模块相连接，用于根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框；
[0024] 所述灯点排序模块，与所述角灯点确认模块及三维世界坐标序列创建模块相连接，用于根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序；
[0025] 所述三维世界坐标序列创建模块，与所述灯点排序模块及相机标定模块相连接，用于根据所述灯点位置排序构造三维世界坐标序列，输出所述灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；
[0026] 所述相机标定模块，与所述三维世界坐标序列创建模块相连接，用于根据所述灯点矩形框四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。
[0027] 进一步的，所述角灯点确认模块，包括：第一角灯点确认单元、第二角灯点确认单元及灯点矩形框生成单元；其中，
[0028] 所述第一角灯点确认单元，与所述灯点矩阵信息获取模块及灯点矩形框生成单元相连接，在所述LED矩阵图片中，计算斜率为-1且经过灯点的第一直线的截距，在所述第一直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的左上角灯点和右下角灯点；
[0029] 所述第二角灯点确认单元，与所述灯点矩阵信息获取模块及灯点矩形框生成单元相连接，计算斜率为1且经过灯点的第二直线的截距，在所述第二直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的右上角灯点和左下角灯点；
[0030] 所述灯点矩形框生成单元，与所述第一角灯点确认单元、第二角灯点确认单元及灯点排序模块相连接，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框。
[0031] 进一步的，所述灯点排序模块，包括灯点计算单元和边灯点确认单元，其中，[0032] 所述灯点计算单元与所述角灯点确认模块及边灯点确认单元连接，根据所有所述灯点的位置信息对所述灯点矩形框区域进行泰森多边形剖分，输出所述灯点矩形框中四条边框上边灯点的位置信息；计算所述边灯点到所述灯点矩形框四条边框的归一化距离，在所述归一化距离最小时，确定所述边灯点位于该对应的边框上，输出所述四条边框上边灯点的位置信息；
[0033] 所述边灯点确认单元与所述灯点计算单元和所述三维世界坐标序列创建模块相连接。
[0034] 进一步的，所述灯点排序模块还包括灯点位置信息排序单元，所述灯点位置信息排序单元与所述边灯点确认单元连接，以所述四个角灯点的左上角灯点为原点，上边框为x轴，左边框为y轴创建坐标系；
[0035] 将所述灯点矩形框上下两条边框上的所述边灯点坐标，按照x坐标值大小进行排序；
[0036] 将所述灯点矩形框左右两条边框上的所述边灯点坐标，按照y坐标值大小进行排序。
[0037] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供的相机标定方法无需制作标定板拍摄标定照片，直接利用相机拍摄LED屏幕箱体上的灯点坐标即可完成相机的实时标定，上述的标定过程较简单且标定过程中无需专业人员即可完成；此外，由于标定过程中无需找格子角点并填写角点的坐标，使相机的标定过程的速率较快，大大降低了相机标定的时间成本和人力成本。
附图说明
[0038] 为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0039] 图1为本发明实施例提供的一种利用LED屏幕进行相机标定方法的流程示意图；
[0040] 图2为本发明实施例中利用LED屏幕进行相机标定方法中确定LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息的流程示意图；
[0041] 图3为本发明实施例提供的一种利用LED屏幕进行相机标定的系统结构示意图；
[0042] 图4为本发明实施例中第二种利用LED屏幕进行相机标定系统的结构示意图。
[0043] 图5为本发明实施例中第三种利用LED屏幕进行相机标定系统的结构示意图。
[0044] 图6为本发明实施例中第四种利用LED屏幕进行相机标定系统的结构示意图。
具体实施方式
[0045] 下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0046] 参见图1，本发明实施例提供一种利用LED屏幕进行相机标定的方法，该方法包括：
[0047] S100,接收LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息(行和列上的灯点数量)及灯点位置信息；
[0048] 在实施例中，相机中的标定软件可以存储利用LED屏幕进行相机标定的实现程序，当需要进行相机标定时，首先拍摄LED矩阵图片，相机的标定软件便可以利用LED矩阵图片中的灯点进行计算相机的内参数、外参数和畸变参数，最后完成相机标定。
[0049] S110,根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框；
[0050] 在实施例中，可以设定坐标系来定位灯点坐标，标定软件可以识别所有的灯点坐标，并初始化程序，操作人员可以输入一定的指令来寻找四个角点的坐标，如通过编辑一定的程序，常见的方法是for循坏判断，满足条件时更新灯点坐标，通过所有灯点坐标的相互比较找到四个角灯点，四个角灯点处的灯点坐标围成灯点矩形框。简单的说就是在所述LED矩阵中，如图2所示，为本实施例中利用LED屏幕进行相机标定方法中确定LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息的流程示意图，包括如下步骤:
[0051] S111、计算斜率为-1且经过灯点的第一直线截距，在所述第一直线截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的左上角灯点和右下角灯点；
[0052] S112、计算斜率为1且经过灯点的第二直线截距，在所述第二直线截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的右上角灯点和左下角灯点；上述寻找四个角灯点的原理是通过编辑一定的计算机程序便可以实现。
[0053] 需要说明的是，以上述方法获得灯点矩形框四个角点的位置信息是以图像坐标系的坐标原点在左上角，从左往右x递增，从上往下y递增为前提的。
[0054] S120，根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；
[0055] 在实施例中，根据所有所述灯点的位置信息对所述灯点矩形框区域进行泰森多边形剖分，输出所述灯点矩形框中四条边框上边灯点的位置信息；
[0056] 计算所述边灯点到所述灯点矩形框四条边框的归一化距离；在所述归一化距离最小时，确定所述边灯点位于该对应的边框上，并输出所述四条边框上边灯点的位置信息；
[0057] 具体的，在实施例中，以4个角灯点的左上角灯点为坐标系的原点，上框边为x轴，左框边为y轴，坐标系中x轴水平方向向右横坐标逐渐增大，y轴竖直方向向下纵坐标是逐渐递增的，在标定软件中读取所有灯点坐标、四个角灯点坐标、四个角灯点间的距离以及最外围的灯点矩形框，判断某一灯点坐标是否位于灯点矩形框内，如果位于灯点矩形框内，以该灯点坐标为样点得到泰森多边形的所有顶点坐标，并遍历所有顶点坐标，得到顶点到该灯点的距离最大值，该灯点最大值与事先设定的值(该设定值是根据实验确定的经验值)进行比较，大于设定的值，则该灯点为位于灯点矩形框四条边框上的点，最后输出灯点矩形框四条边框上所有的灯点坐标；
[0058] 在实施例中，确定了灯点矩形框四条边框上的灯点坐标后，还需确定四条框边上的某一灯点坐标具体位于灯点矩形框的哪一条边框上，在标定软件中读取四个角灯点坐标、四个角灯点间的距离和灯点矩形框四条边框上的所有灯点坐标，判断四条边框上的灯点坐标是否为角灯点，若不是角灯点，分别计算该灯点坐标到四个角灯点的距离，再计算该灯点坐标到灯点矩形框四条边框的归一化距离，遍历所有归一化距离得到距离最小值，确定该灯点坐标属于灯点矩形框的哪一条边框上，输出灯点矩形框四条边框的每个边框上的边灯点位置信息。
[0059] 需要说明的是：计算点到一条边的归一化距离的具体过程为：已知点p和边的起点A和终点B，将p到A和B的距离分别用pA和pB表示，边长可以近似为A到B的距离AB，则点到一条边的归一化距离公式为：
[0060] dist＝(pA+pB)/AB
[0061] S130，根据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序；
[0062] 在实施例中，以所述四个角灯点的左上角灯点为原点，上边框为x轴，左边框为y轴创建坐标系；将所述灯点矩形框上下两条边框上的所述边灯点坐标，按照x坐标值大小进行排序；将所述灯点矩形框左右两条边框上的所述边灯点坐标，按照y坐标值大小进行排序。
[0063] 具体的，在实施例中，灯点坐标之间的间距是定值，即单位长度是定值，读取灯点矩形框四条边框的其中一条边框的长度值和理想的灯点数，计算出灯点的单位长度，根据单位长度对灯点进行排序并编号，在实际操作中，LED屏幕上的灯点数并不是完全阵列排序的，会出现异常情况，比如两个灯点的相对位置较近，使编号重复，此时需要将同一边框上编号重复的灯点坐标及其对应的编号去除，得到唯一的灯点坐标和灯点坐标编号，例如，上边框上相邻的三个灯点坐标为(1,0)，(1.2,0)(1.3,0)，而对应的单位长度是1，那么这三个灯点坐标的编号都会被定义为1，需要去除(1.2,0)和(1.3,0)两个灯点坐标。
[0064] S140，构造三维世界坐标序列，并输出所述灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；
[0065] 在实施例中，建立三维坐标轴，以左上角点为原点，上边框为x轴，左边框为y轴，z轴的值设为0，读取四条边框的灯点坐标编号、行灯点数、列灯点数，首先选择上边框，构造上边框的三维世界坐标序列，由所定义的三维坐标轴可知，上边框的三维坐标为x＝上边框上的灯点坐标编号，y＝0，z＝0；选择垂直左边框，构造左边框的三维世界坐标序列，则左边框的三维坐标为x＝0，y＝左边框上的灯点坐标编号，z＝0；选择垂直右边框，构造右边框的三维世界坐标序列，则右边框的三维坐标为x＝列灯点数-1，y＝右边框上的灯点坐标编号，z＝0，选择水平下边框，构造下边框的三维世界坐标序列，则下边框的三维坐标为x＝下边框上的灯点坐标编号，y＝行灯点数-1，z＝0；最后输出四条边框的三维世界坐标序列。
[0066] S150，根据所述灯点矩形框四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。
[0067] 实施例中，根据灯点矩形框的四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列，以及LED图片的尺寸，利用张正友标定法对相机内参数、外参数以及畸变参数进行计算，完成相机的自标定。
[0068] 需要说明的是，张正友标定法是指张正友教授1998年提出的单平面棋盘格的摄像机标定方法，该方法介于传统标定法和自标定法之间，但克服了传统标定法需要的高精度标定物的缺点，而仅需使用一个打印出来的棋盘格就可以。同时也相对于自标定而言，提高了精度，便于操作。
[0069] 应用本发明实施例提供的方案，进行相机标定时，无需制作标定板拍摄标定照片，直接利用相机拍摄LED屏幕箱体上的灯点坐标或者直接接收已拍摄好的LED矩形图片即可完成相机的实时标定，上述的标定过程较简单且标定过程中无需专业人员即可完成；此外，由于标定过程中无需找格子角点并填写角点的坐标，使相机的标定过程的速率较快，大大降低了相机标定的时间成本和人力成本。
[0070] 参见图3，本发明实施例还提供一种利用LED屏幕进行相机标定的系统，该系统包括：
[0071] 灯点矩阵信息获取模块200、角灯点确认模块210、灯点排序模块220、三维世界坐标序列创建模块230及相机标定模块240；其中，
[0072] 所述灯点矩阵信息获取模块200，与所述角灯点确认模块210相连接，首先用相机拍摄LED矩阵图片，接收所述LED矩阵图片的尺寸、灯点排布信息及灯点位置信息；
[0073] 所述角灯点确认模块210，与所述灯点矩阵信息获取模块200及灯点排序模块220相连接，用于根据所述灯点位置信息确定所述LED矩阵图片中四个角灯点的位置信息，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框；
[0074] 所述灯点排序模块220，与所述角灯点确认模块210及三维世界坐标序列创建模块230相连接，用于根据所述灯点矩形框、灯点排布信息及灯点位置信息，获取四条边框上边灯点的位置信息；据所述边灯点的位置信息进行灯点位置排序；
[0075] 所述三维世界坐标序列创建模块230，与所述灯点排序模块220及相机标定模块240相连接，用于根据所述灯点位置排序构造三维世界坐标序列，输出所述灯点矩形框四条边的边框三维世界坐标序列；
[0076] 所述相机标定模块240，与所述三维世界坐标序列创建模块230相连接，用于根据所述灯点矩形框四条边框上的边灯点位置信息及其对应的三维世界坐标序列和LED矩阵图片的尺寸进行相机标定，输出相机内参数、外参数和畸变参数。
[0077] 在本实施例中，如图4所示，所述角灯点确认模块210，包括：第一角灯点确认单元211、第二角灯点确认单元212及灯点矩形框生成单元213；其中，
[0078] 所述第一角灯点确认单元211，与所述灯点矩阵信息获取模块200及灯点矩形框生成单元213相连接，在所述LED矩阵图片中，计算斜率为-1且经过灯点的第一直线的截距，在所述第一直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的左上角灯点和右下角灯点；
[0079] 所述第二角灯点确认单元212，与所述灯点矩阵信息获取模块200及灯点矩形框生成单元213相连接，计算斜率为1且经过灯点的第二直线的截距，在所述第二直线的截距最小和最大时，确定所经过的所述灯点为所述LED矩阵的右上角灯点和左下角灯点；
[0080] 所述灯点矩形框生成单元213，与所述第一角灯点确认单元211、第二角灯点确认单元212及灯点排序模块220相连接，连接四个所述角灯点围成灯点矩形框。
[0081] 在本实施例中，如图5所示，所述灯点排序模块220，包括灯点计算单元221和边灯点确认单元222，其中，
[0082] 所述灯点计算单元221与所述角灯点确认模块210及边灯点确认单元222连接，根据所有所述灯点的位置信息对所述灯点矩形框区域进行泰森多边形剖分，输出所述灯点矩形框中四条边框上边灯点的位置信息；计算所述边灯点到所述灯点矩形框四条边框的归一化距离，在所述归一化距离最小时，确定所述边灯点位于该对应的边框上，输出所述四条边框上边灯点的位置信息；
[0083] 所述边灯点确认单元222与所述灯点计算单元221和所述三维世界坐标序列创建模块230相连接。
[0084] 在本实施例中，如图6所示，所述灯点排序模块还包括灯点位置信息排序单元223，所述灯点位置信息排序单元223与所述边灯点确认单元222连接，以所述四个角灯点的左上角灯点为原点，上边框为x轴，左边框为y轴创建坐标系；
[0085] 将所述灯点矩形框上下两条边框上的所述边灯点坐标，按照x坐标值大小进行排序；
[0086] 将所述灯点矩形框左右两条边框上的所述边灯点坐标，按照y坐标值大小进行排序。
[0087] 所述灯点位置信息排序单元223与所述边灯点确认单元222和所述三维世界坐标序列创建模块230相连接。
[0088] 应用本发明实施例提供的方案，进行相机标定时，无需制作标定板拍摄标定照片，直接利用相机拍摄LED屏幕箱体上的灯点坐标或者直接接收已拍摄好的LED矩形图片即可完成相机的实时标定，上述的标定过程较简单且标定过程中无需专业人员即可完成；此外，由于标定过程中无需找格子角点并填写角点的坐标，使相机的标定过程的速率较快，大大降低了相机标定的时间成本和人力成本。
[0089] 以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
