[發明專利]一種基于角度的遠場圖像畸變校正方法及系統

有效

• 申請號: 201810257901.7
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108537748B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 景文博;羅秦;王曉曼;俆向鍇;劉智;劉鵬;王春艷;趙海麗;姜會林
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/70
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開了一種基于角度的遠場圖像畸變校正方法及系統，該方法包括獲取包括測量軌道與相機的垂直距離、目標靶板與地面法線的夾角及轉臺初始方位角的測量參數；獲取每幅遠場圖像的轉臺方位角，選取轉臺方位角與轉臺初始方位角相同的遠場圖像為參考圖象建立坐標系，并確定參考圖像中每個合作目標的初始位置坐標；計算每幅遠場圖像的轉臺相對角度，根據初始位置坐標及測量參數確定校正矩陣模型；將每幅遠場圖像對應的轉臺相對角度輸入到校正矩陣模型內實現對遠場圖像的校正。因此，本發明提供的方法或者系統是以轉臺相對角度作為畸變參量確定校正矩陣模型，實現對多幅遠場圖像進行畸變校正，耗時短、計算簡單，且滿足激光照射性能監測系統的要求。

技術領域

本發明涉及圖像畸變校正技術領域，特別涉及一種基于角度的遠場圖像畸變校正方法及系統。

背景技術

激光照射性能監測系統是靶場鑒定、定型試驗中的重要測試系統之一。該系統主要由激光照射器，目標靶板，成像裝置和轉臺組成。該系統的工作原理：激光照射器在空中一定距離處對水平移動的目標靶板進行照射，轉臺在地面一定距離處對目標靶板進行實時跟蹤，成像裝置搭載在轉臺上，成像裝置對目標靶板進行跟蹤拍攝。由于轉臺的瞄準軸與目標靶板存在實時變化的夾角，成像裝置采集到的目標靶板圖像存在不同程度的畸變，對圖像中目標靶板的精確識別及后續計算造成影響。為了提高目標靶板的識別精度，需對采集到的目標靶板圖像進行校正。對于遠場圖像而言，如何對遠場圖像進行校正至關重要。目前在對連續采集的目標靶板圖像進行畸變校正時，需要對每張目標靶板圖像手動選取特征點，對每張目標靶板圖像求取校正矩陣，對每張目標靶板圖像進行畸變矯正，此方法耗時長、計算復雜，不滿足激光照射性能監測系統的要求。

發明內容

本發明的目的是提供了一種基于角度的遠場圖像畸變校正方法及系統，此方法是以轉臺相對角度作為畸變參量，對遠場圖像進行畸變校正，耗時短、計算簡單，且滿足激光照射性能監測裝置的要求。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于角度的遠場圖像畸變校正方法，所述遠場圖像畸變校正方法應用于激光照射性能監測裝置上；所述激光照射性能監測裝置包括激光照射器、目標靶板、相機、測量軌道、轉臺以及控制終端；所述目標靶板上設有多個合作目標，且每個所述合作目標用十字線進行標記；所述測量軌道為所述目標靶板水平移動的軌道；所述激光照射器設置在空中并對水平移動的所述目標靶板進行照射；所述相機搭載在所述轉臺上，所述轉臺對所述目標靶板進行實時跟蹤，進而使所述相機對所述目標靶板進行跟蹤拍攝；所述控制終端與所述轉臺、所述相機均連接；所述遠場圖像畸變校正方法包括：

獲取所述測量軌道與所述相機的垂直距離、同一時刻的轉臺初始方位角及所述目標靶板與地面法線的夾角；

獲取連續采集的多幅遠場圖像；

獲取每幅所述遠場圖像的轉臺方位角，并計算每幅所述遠場圖像的轉臺相對角度；所述轉臺相對角度為所述相機的主光軸與所述目標靶板的相對角度；

從多幅遠場圖像中選取一張所述轉臺方位角與所述轉臺初始方位角相同的圖像作為參考圖像，并根據所述參考圖像，建立參考坐標系；所述參考坐標系的原點為所述參考圖像的靶板中心，所述參考坐標系的Z軸的方向為所述靶板中心指向所述相機的光學中心的方向，所述參考坐標系的X軸的方向為過所述靶板中心且垂直于所述Z軸的橫方向；所述參考坐標系的Y軸的方向為過所述靶板中心且垂直于所述Z軸的縱方向；

根據所述參考坐標系，計算所述參考圖像中每個所述合作目標的初始位置坐標；

根據所述初始位置坐標、所述夾角、所述垂直距離以及所述參考圖像對應的轉臺相對角度，計算所述參考圖像中每個所述合作目標的真實畸變坐標；

根據所述真實畸變坐標，采用空間變換矩陣，確定所述參考圖像中每個所述合作目標的校正位置坐標；