本发明涉及流速测量，尤其涉及一种用于野外测流的相机自动标定方法及装置。
背景技术：
1、相机标定是计算机视觉和机器人领域中的一项基础技术，它通过计算相机的内部参数（如焦距、光心、畸变系数等）和外部参数（如相机在世界坐标系中的位置和姿态），来建立三维世界与二维图像之间的映射关系。这一映射关系对于后续的图像处理、目标追踪等任务至关重要，直接影响相关应用的精度和可靠性。
2、传统的相机标定方法主要包括基于标定块的标定和自标定算法。基于标定块的标定方法虽然具有较高的精度，但依赖于特定的标定物和设备，且标定过程繁琐耗时。自标定算法虽然灵活性较强，但标定过程复杂，使用非线性方法标定，鲁棒性差，精度不高。因此，这些方法在野外测流等复杂场景中往往难以应用。
3、随着计算机视觉和机器人技术的快速发展，对相机标定算法的需求也在不断提高。特别是在野外测流等应用场景中，需要一种能够快速、准确、自适应的完成相机标定的算法，以克服传统方法的局限性，适应复杂多变的环境条件，提高测流系统的整体性能和可靠性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供一种用于野外测流的相机自动标定方法及装置，用于解决目前野外测流场景下传统相机标定过程人工操作繁琐、易引入误差、效率低下以及难以适应复杂环境的问题。
2、为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种用于野外测流的相机自动标定方法，该方法包括：
3、在待测河道的两侧沿所述待测河道的流向各选取两个点位，在每一所述点位设置一标定物；
4、获取四个所述标定物之间的多个距离参数，根据所述多个距离参数将各所述标定物的实际位置信息转换至参考坐标系下，得到每一所述标定物的参考坐标；
5、获取相机拍摄的标定图像，并获取所述标定图像中各所述标定物的图像坐标；
6、根据所述标定物的参考坐标以及图像坐标，对所述相机进行标定，获得重投影变换矩阵和畸变参数；
7、根据所述重投影变换矩阵计算各所述标定物的世界坐标，并根据各所述标定物的世界坐标和参考坐标，计算所述相机的重投影误差值；
8、在所述相机的重投影误差值小于预设阈值的情况下，将所述重投影变换矩阵和所述畸变参数作为最终的标定信息。
9、可选的，所述方法还包括：
10、在所述相机的重投影误差值大于或等于所述预设阈值的情况下，控制所述相机进行旋转和/或平移运动，重新拍摄新的标定图像；
11、利用所述新的标定图像中的标定物的图像坐标以及参考坐标，对所述相机进行重新标定，直至所述相机标定后的重投影误差值小于所述预设阈值；
12、将最后一次标定得到的重投影变换矩阵和畸变参数作为最终的标定信息。
13、可选的，四个所述标定物包括在逆时针方向上依次排序的第一标定物、第二标定物、第三标定物以及第四标定物，所述多个距离参数包括：所述第一标定物的中心与所述第二标定物的中心之间的第一距离参数、所述第一标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第二距离参数、所述第一标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第三距离参数、所述第二标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第四距离参数、所述第二标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第五距离参数。
14、可选的，所述获取所述标定图像中各所述标定物的图像坐标的步骤包括：
15、基于预先训练好的目标检测模型检测所述标定图像中的各标定物，得到候选目标框；
16、采用非极大值抑制方法在所述候选目标框中去除冗余框，得到每一所述标定物对应的目标检测框；
17、将每一所述目标检测框的中心点坐标作为所述标定物的图像坐标。
18、可选的，四个所述点位呈矩形设置。
19、第二方面，本发明还提供一种用于野外测流的相机自动标定装置，该装置包括：
20、标定物部署模块，用于在待测河道的两侧沿所述待测河道的流向各选取两个点位，在每一所述点位设置一标定物；
21、参考坐标获取模块，用于获取四个所述标定物之间的多个距离参数，根据所述多个距离参数将各所述标定物的实际位置信息转换至参考坐标系下，得到每一所述标定物的参考坐标；
22、图像坐标获取模块，用于获取相机拍摄的标定图像，并获取所述标定图像中各所述标定物的图像坐标；
23、标定模块，用于根据所述标定物的参考坐标以及图像坐标，对所述相机进行标定，获得重投影变换矩阵和畸变参数；
24、误差计算模块，用于根据所述重投影变换矩阵计算各所述标定物的世界坐标，并根据各所述标定物的世界坐标和参考坐标，计算所述相机的重投影误差值；
25、确定模块，用于在所述相机的重投影误差值小于预设阈值的情况下，将所述重投影变换矩阵和所述畸变参数作为最终的标定信息。
26、可选的，所述装置还包括：
27、重拍摄模块，用于在所述相机的重投影误差值大于或等于所述预设阈值的情况下，控制所述相机进行旋转和/或平移运动，重新拍摄新的标定图像；
28、重标定模块，用于利用所述新的标定图像中的标定物的图像坐标以及参考坐标，对所述相机进行重新标定，直至所述相机标定后的重投影误差值小于所述预设阈值；
29、重确定模块，用于将最后一次标定得到的重投影变换矩阵和畸变参数作为最终的标定信息。
30、可选的，四个所述标定物包括在逆时针方向上依次排序的第一标定物、第二标定物、第三标定物以及第四标定物，所述多个距离参数包括：所述第一标定物的中心与所述第二标定物的中心之间的第一距离参数、所述第一标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第二距离参数、所述第一标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第三距离参数、所述第二标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第四距离参数、所述第二标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第五距离参数。
31、可选的，所述图像坐标获取模块包括：
32、检测单元，用于基于预先训练好的目标检测模型检测所述标定图像中的各标定物，得到候选目标框；
33、去除单元，用于采用非极大值抑制方法在所述候选目标框中去除冗余框，得到每一所述标定物对应的目标检测框；
34、获取单元，用于将每一所述目标检测框的中心点坐标作为所述标定物的图像坐标。
35、可选的，四个所述点位呈矩形设置。
36、本发明的上述技术方案的有益效果如下：
37、本发明中，通过集成先进的目标检测模型，自动识别河流中的标定物，并基于标定物的世界坐标和图像坐标计算相机的内外参数，实现相机的快速、准确标定；并且，利用标定得到的重投影变换矩阵重新计算各标定物的世界坐标，将其与原来的参考坐标进行比对，可以获知相机标定是否准确，继而确定是否需要重新标定，由此可以确保标定结果的准确度。
1.一种用于野外测流的相机自动标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，四个所述标定物包括在逆时针方向上依次排序的第一标定物、第二标定物、第三标定物以及第四标定物，所述多个距离参数包括：所述第一标定物的中心与所述第二标定物的中心之间的第一距离参数、所述第一标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第二距离参数、所述第一标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第三距离参数、所述第二标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第四距离参数、所述第二标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第五距离参数。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述标定图像中各所述标定物的图像坐标的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，四个所述点位呈矩形设置。
6.一种用于野外测流的相机自动标定装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，四个所述标定物包括在逆时针方向上依次排序的第一标定物、第二标定物、第三标定物以及第四标定物，所述多个距离参数包括：所述第一标定物的中心与所述第二标定物的中心之间的第一距离参数、所述第一标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第二距离参数、所述第一标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第三距离参数、所述第二标定物的中心与所述第三标定物的中心之间的第四距离参数、所述第二标定物的中心与所述第四标定物的中心之间的第五距离参数。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像坐标获取模块包括：
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，四个所述点位呈矩形设置。
