[發(fā)明專利]分離圓的公共自極三角形及圓環(huán)點(diǎn)標(biāo)定針孔攝像機(jī)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811433104.6
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109272558B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙越;汪雪純;楊豐澧
• 申請（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 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

1.一種利用分離圓的公共自極三角形及圓環(huán)點(diǎn)標(biāo)定針孔攝像機(jī)的方法，其特征在于由平面中一對分離圓作為靶標(biāo)；所述方法的具體步驟包括：首先，從一幅圖像中提取靶標(biāo)圖像邊緣點(diǎn)，使用最小二乘法擬合獲得圓像方程；根據(jù)任意兩個分離圓像都有唯一的公共自極三角形，以得到這一對分離圓像的一組對應(yīng)的極點(diǎn)與極線；同時這條極線是經(jīng)過這個兩個圓的圓心的像，且這個極點(diǎn)是一個消失點(diǎn)；又兩個分離圓像交于兩對共軛復(fù)點(diǎn)，其中一對為圓環(huán)點(diǎn)的像，根據(jù)圓環(huán)點(diǎn)的像與消失點(diǎn)共線的性質(zhì)以判斷兩對共軛復(fù)點(diǎn)中哪一對為圓環(huán)點(diǎn)的像，從而求得圓環(huán)點(diǎn)的像；那么三幅圖像以得到三組圓環(huán)點(diǎn)的像，從而利用圓環(huán)點(diǎn)的像與絕對二次曲線的像的約束求解針孔攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)；

(1)得到公共極點(diǎn)

設(shè)O_c-x_cy_cz_c為攝像機(jī)坐標(biāo)系，O_w-x_wy_wz_w為世界坐標(biāo)系，設(shè)平面π上的圓C在針孔攝像機(jī)模型下的成像為像平面π’上的圓像c；則圓C上任意一點(diǎn)A與圓像c上的像點(diǎn)m_A滿足m_A＝K_c[R|t]A，其中R和t分別為攝像機(jī)坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量；若令以O(shè)_c為光心的攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣為其中r_c是縱橫比，f_c是有效焦距，s是傾斜因子，[u₀ v₀ 1]^T是攝像機(jī)主點(diǎn)p的齊次坐標(biāo)矩陣形式，其中r_c,f_c,u₀,v₀,s為攝像機(jī)的5個內(nèi)參數(shù)；利用Matlab中的Edge函數(shù)提取每幅圖像中的靶標(biāo)圖像邊緣點(diǎn)的像素坐標(biāo)，通過最小二乘法擬合得到相應(yīng)的二次曲線方程；這里用其中n＝1,2,3表示第n幅圖像中第一個圓像的系數(shù)矩陣，其中n＝1,2,3表示第n幅圖像中第二個圓像的系數(shù)矩陣；為了簡化表述，用相同字母表示曲線和它的系數(shù)矩陣；

由于是分離的圓像，則都有唯一的公共自極三角形，且極點(diǎn)是的一個特征向量，也是一個消失點(diǎn)；

(2)得到圓環(huán)點(diǎn)的像

因?yàn)槭欠蛛x的圓像，則交于兩對共軛復(fù)點(diǎn)，其中一對為圓環(huán)點(diǎn)的像；根據(jù)圓環(huán)點(diǎn)的像與消失點(diǎn)共線的性質(zhì)以確定圓環(huán)點(diǎn)的像。