[發明專利]利用本質矩陣的性質標定錐鏡面折反射攝像機的方法

有效

• 申請號: 201810017194.4
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108346164B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 趙越;楊豐澧;汪雪純
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是利用本質矩陣的性質標定錐鏡面折反射攝像機的方法。利用空間中的一條直線作為靶標，首先，用錐鏡面折反射攝像機從不同的位置拍攝2幅含有一條直線的圖像，分別從2幅圖像中提取靶標圖像邊緣點，得到2幅圖像的對應特征點。在對應特征點的上，根據反射投影模型獲得直線在錐鏡面上的投影點，從而確定兩幅圖像之間的本質矩陣。其次，由本質矩陣性質構造一個目標函數。最后，利用粒子優化算法最小化目標函數，從而得到錐鏡面折反射攝像機內參數。

技術領域

本發明屬于計算機視覺領域，涉及一種利用本質矩陣的性質標定錐鏡面折反射攝像機內參數的方法。

背景技術

計算機視覺的中心任務就是對圖像進行理解，而它的最終目標是使計算機具有通過二維圖像認知三維環境信息的能力。這種能力將不僅使機器能感知包括形狀、姿態、運動等在內的三維環境中物體的幾何信息，而且能對它們進行描述、存儲、識別與理解。攝像機標定就是確定從三維空間點到它的二維圖像點之間的映射關系，它是許多計算機視覺應用必不可少的步驟。為了確定這一映射過程，需要建立攝像機的幾何成像模型，幾何模型的參數稱為攝像機參數，攝像機參數可分為內參數和外參數兩類。內參數描述成像系統的成像幾何特性，外參數描述成像系統關于世界坐標系的方向和位置。攝像機標定可分為傳統標定、自標定和基于幾何實體的標定。無論哪種標定方法，都旨在建立二維圖像與攝像機內參數之間的約束關系，特別是線性約束關系，這是目前攝像機標定所追求的目標，也是目前計算機視覺領域研究的熱點之一。

錐鏡面的折反射系統是非中心的，由一個透視攝像機和旋轉對稱的錐鏡面組裝而成，它的成像視野大，是全景視覺領域研究的熱點之一。文獻“Panorama scene analysiswith conic projection”，(Yagi Y.,Kawato S.,Proceedings of IEEE InternationalConference on Intelligent Robots and Systems,1990,1:181-187)首次提出了錐鏡面折反射攝像機成像模型。文獻“Introduction to panoramic imaging”,(Bogner S.,Proceedings of IEEE SMC Conference,1995,54:3100-3106)研究了錐鏡面折反射系統下的徑向成像，目的是為了恢復目標物的三維結構。文獻“Experimental results got withthe omnidirectional vision sensor:SYCLOP”,(Brassart E.,Delahoche L.,Proceedings of Workshop on Omnidirectional Vision,Camera Networks and Non-classical Cameras,2000,1:145-152)提出了一種叫SYCLOP的圓錐鏡面的視覺系統。它是由一個致力于標定和映射的子系統的全體組成。文獻“Real-time omnidirectional imagesensor(COPIS)for vision-guided navigation”,(Yagi Y,Kawato S,IEEE Transactionson Robotics and Automation,1994,10(1):11-22)得到了基于錐鏡面折反射系統的應用實例，為移動機器人導航避免與目標物的碰撞提供了一種方法。