[發(fā)明專利]基于坐標(biāo)變換的完整成像映射方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410275210.1
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104048601B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉凌云;羅敏;吳岳敏
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北汽車工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C11/00
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所44273
• 代理人: 楊敏

1.一種基于坐標(biāo)變換的完整成像的映射方法，其特征在于包括攝像機位姿找正，所述攝像機位姿找正是建立在攝像機借助于一個雙自由度精確調(diào)整裝置安裝在測量平面上方，其包括以下步驟：

1)攝像機對不同位姿的靶標(biāo)平面拍攝多幅圖像，由靶標(biāo)上每個特征點與其圖像上相應(yīng)的像點之間的對應(yīng)點關(guān)系應(yīng)用平面標(biāo)定法，進(jìn)行優(yōu)化搜索精確獲取攝像機的內(nèi)部參數(shù)；

2)將靶標(biāo)平放在測量平面上，以靶標(biāo)平面作為XY平面設(shè)定世界坐標(biāo)系{W₁}；

3)再次利用攝像機對靶標(biāo)平面成像，由靶標(biāo)上特征點與其像點對應(yīng)關(guān)系、已標(biāo)定的攝像機內(nèi)參根據(jù)小孔成像公式得出世界坐標(biāo)系{W₁}相對于攝像機坐標(biāo)系{C}位姿描述的齊次變換矩陣對所述齊次變換矩陣進(jìn)行歐拉角變換獲得繞攝像機坐標(biāo)系{C}固定軸x-y-z旋轉(zhuǎn)的RPY角；

4)待所測得的坐標(biāo)系{C}相對于其自身的Y、Z兩個軸依次旋轉(zhuǎn)的相應(yīng)角度小于設(shè)定閾值ε時，攝像機垂直找正完成；否則適當(dāng)調(diào)整雙自由度精確調(diào)整裝置的俯仰及偏轉(zhuǎn)角，返回步驟3)重新對標(biāo)靶成像測量。

2.如權(quán)利要求1所述的基于坐標(biāo)變換的完整成像映射方法，其特征在于，所述映射方法還包括建立圖像無畸變焦平面向后映射數(shù)學(xué)模型；

所述圖像無畸變焦平面向后映射數(shù)學(xué)模型的建立是基于所述攝像機位姿來進(jìn)行，即首先建立攝像機光軸垂直于測量平面時測量平面上點P{X_w,Y_w,0}^T與圖像坐標(biāo)(u，v)^T之間的實際成像數(shù)學(xué)模型，然后建立測量平面上同一點P在虛擬攝像機中的成像數(shù)學(xué)模型，再最終建立圖像無畸變焦平面向后映射的數(shù)學(xué)模型。

3.如權(quán)利要求2所述的基于坐標(biāo)變換的完整成像映射方法，其特征在于，所述虛擬攝像機中的成像數(shù)學(xué)模型是建立在虛擬攝像機坐標(biāo)系{C′}與世界坐標(biāo)系{W₁}姿態(tài)相同的前提下，其數(shù)學(xué)模型滿足的關(guān)系式為：

u′v′1=1ZC′·fSx0u0′00fSyv0′00010·10000100001ZC′0001·XWYW01=1ZC′·fSx0u0′u0′·ZC′0fSyv0′v0′·ZC′001ZC′·XWYW01---(4);]]>

上述公式(4)中，f、S_x、S_y為攝像機內(nèi)參；Z_C'為光心在虛擬攝像機坐標(biāo)系{C′}Z軸投影，由投影平面上所設(shè)定的圖像分辨力δ確定；u′₀、v′₀為光學(xué)中心在映射圖像中的坐標(biāo)。