[發明專利]單個球的公共自極三角形及正交消失點標定拋物攝像機

有效

• 申請號: 201811469842.6
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109360247B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 趙越;汪雪純;楊豐澧
• 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

1.一種利用單個球的公共自極三角形及正交消失點標定拋物攝像機的方法，其特征在于由空間中的單個球作為靶標；所述方法的具體步驟包括：首先，分別從一幅圖像中提取靶標圖像邊緣點和鏡面輪廓投影邊緣點，使用最小二乘法擬合獲得球像方程和鏡面輪廓投影方程；根據任意兩個分離球像都有唯一的公共自極三角形，以得到這球像與其對拓球像的一組對應的極點與極線；同時這條極線是經過這個兩個球的球心的像，且這個極點是一個消失點；消失點關于球像有一條極線，這條極線經過球心的像并與球像交于兩個點，利用兩交點與圓心的像以及這條極線方向上的消失點調和共軛的性質以得到圓心的像以及消失點，得到的兩個消失點是一組正交消失點；那么六幅圖像以得到六組正交消失點，從而利用正交消失點與絕對二次曲線的像的約束求解拋物攝像機內參數；

(1)得到公共極點與極線

空間中的球Q，在拋物折反射攝像機的單位球模型下的投影分為兩步；第一步，將球Q投影為以O為中心的單位視球上形成兩個異面平行的小圓和其中n＝1,2,3表示拍攝的三幅圖像，稱為和一對對拓圓；這里假設以單位視球中心O為原點的坐標系為世界坐標系，第二步，兩個平行的小圓和通過一個虛擬攝像機光心O_c投影到像平面上形成兩條二次曲線稱見到的二次曲線為球像，不見的二次曲線為球像的對拓球像；這里假設以投影中心O_c為原點的坐標系為攝像機坐標系；令以O_c為光心的攝像機的內參數矩陣為其中r_c是縱橫比，f_c是有效焦距，s是傾斜因子，[u₀ v₀ 1]^T是攝像機主點o的齊次坐標矩陣形式；利用Matlab中的Edge函數提取圖像中的靶標圖像邊緣點和鏡面輪廓投影邊緣點的像素坐標，通過最小二乘法擬合得到相應的二次曲線方程；這里用C₀表示鏡面輪廓投影系數矩陣，分別表示第n幅圖像中的球像系數矩陣，分別表示第n幅圖像中的對拓球像系數矩陣；

設單個球像與其對拓球像由于是分離的球像，則都有唯一的公共自極三角形，且極點是的一個特征向量；

(2)得到另外一個消失點

獲得的公共極點后，根據該極點分別對應于有一條極線，這一條極線交有兩個交點，且過的圓心的像，根據兩個交點與圓心的像以及這條極線方向上的消失點調和共軛的性質以得到圓心的像以及這條極線方向上的消失點，且得到的這個消失點與的公共極點是一組正交消失點。