[發(fā)明專利]基于坐標(biāo)變換的完整成像的圖像拼接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410275226.2
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104050650B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 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: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T3/40;G06T7/00
• 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)變換的完整成像的圖像拼接方法，包括構(gòu)建世界坐標(biāo)系{W}和確定初始采集圖像時的初始外參矩陣?；

所述世界坐標(biāo)系{W}的構(gòu)建：是先在檢測平臺上鉆直徑為φD的兩個小孔并將兩個小孔的圓心分別標(biāo)記為A、B，然后以A點為圓心，AB方向為X軸,測量平面為XOY平面，定義為世界坐標(biāo)系{W}；

所述外參矩陣的確定：是借助于平面靶標(biāo)坐標(biāo)系{W₁}為橋梁，利用已標(biāo)定內(nèi)參的攝像機(jī)對A、B小孔和平面標(biāo)靶一次成像獲得平面靶標(biāo)坐標(biāo)系{W₁}相對于攝像機(jī)初始位姿時的坐標(biāo)系{C₁}的位姿描述矩陣以及所述世界坐標(biāo)系{W}與平面標(biāo)靶坐標(biāo)系{W₁}對應(yīng)X軸之間的夾角，進(jìn)而確定所述世界坐標(biāo)系{W}相對于所述攝像機(jī)初始位姿時的坐標(biāo)系{C₁}的初始外參矩陣。

2.如權(quán)利要求1所述的基于坐標(biāo)變換的完整成像的圖像拼接方法，其特征在于，?所述初始外參矩陣具體是通過以下步驟確定的：

1）將平面靶標(biāo)平放到小孔A、B附近，使平面靶標(biāo)及A/B孔在攝像機(jī)視野內(nèi)清晰成像，通過圖像處理獲得A、B兩孔圓心的像點坐標(biāo)、及靶標(biāo)特征點的像點坐標(biāo)；

2）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(jī)內(nèi)參獲得所述平面靶標(biāo)坐標(biāo)系{W₁}相對于攝像機(jī)坐標(biāo)系{C}位姿描述的位姿描述矩陣,則測量平面上坐標(biāo)系{W₂}相對于所述攝像機(jī)坐標(biāo)系{C}的齊次變換矩陣滿足關(guān)系式：

??????????????????????????????????????（1）；

所述齊次變換矩陣關(guān)系式中的h為平面靶標(biāo)的板厚；

3）由所述齊次變換矩陣及A、B兩孔圓心的像點坐標(biāo)、再次利用小孔成像模型得到A、B兩孔在所述坐標(biāo)系{W₂}中坐標(biāo)分別為、，并由所述線段與坐標(biāo)系{W₂}X軸之間的夾角，獲得所述世界坐標(biāo)系{W}相對于所述坐標(biāo)系{W₂}的位姿描述滿足關(guān)系式：

；?????????????????????????????（2）；

4）由上述公式（1）、（2）得出初始位姿時攝像機(jī)成像模型外參矩陣滿足如下關(guān)系式：=。

3.如權(quán)利要求2所述的基于坐標(biāo)變換的完整成像的圖像拼接方法，其特征在于：所述線段AB與坐標(biāo)系{W₂}X軸之間的夾角滿足關(guān)系式：

。

4.如權(quán)利要求1至3任一所述的基于坐標(biāo)變換的完整成像的圖像拼接方法，其特征在于，所述圖像拼接方法還包括確定所述世界坐標(biāo)系{W}相對于第j次采像時所述攝像機(jī)坐標(biāo)系{C_j}的遞推外參矩陣；

所述遞推外參矩陣的確定是建立在對攝像機(jī)采像路徑的特定規(guī)劃上，即設(shè)任意第i、j相鄰兩次移位采像i=1,2,3......，?j=i+1，攝像機(jī)僅作相對于世界坐標(biāo)系{W}的X軸或Y軸單軸向平移，移動量為，則所述遞推外參矩陣滿足關(guān)系式：

???????????????????????（3）。

5.如權(quán)利要求4所述的基于坐標(biāo)變換的完整成像的圖像拼接方法，其特征在于，所述第j次投影圖像的行/列像素分別滿足關(guān)系式：

?????????????????（4）；

所述光學(xué)中心限定為投影圖像的中心位置，其圖像坐標(biāo)滿足關(guān)系式：

?????????????????????????????????????（5）。