[發(fā)明專利]利用單個球及共軛直徑的性質(zhì)標(biāo)定拋物折反射攝像機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811478846.0
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109360248A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李遠珍;趙越
• 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

1.一種利用單個球及共軛直徑的性質(zhì)標(biāo)定拋物折反射攝像機的方法，其特征在于僅利用球元素；首先，分別從3幅圖像中提取靶標(biāo)圖像邊緣點和其中一幅圖像的鏡面輪廓投影的邊緣點，使用最小二乘法擬合獲得鏡面輪廓投影和球像的投影；其次，根據(jù)像點和其對拓像點的關(guān)系獲得對拓像點，從而擬合出球像的對拓球像；在球像上取互異的兩個點，并求出兩個點的對拓像點；由對拓像點的定義，上述兩組對拓像點提供一個消失點；根據(jù)圓的共軛直徑的性質(zhì)，消失點關(guān)于球像和對拓球像的極線的交點與該消失點為一組正交消失點；在球像上取兩組互異的兩個點，可獲得兩組正交消失點；一個平面所對應(yīng)的所有正交消失點對絕對二次曲線的像只提供兩個約束，三幅圖像提供六個約束；最后，利用正交消失點對絕對二次曲線像的約束求解攝像機內(nèi)參數(shù)；具體的步驟包括：擬合出鏡面輪廓投影方程及靶標(biāo)投影方程，估計球像的對拓球像，確定正交消失點，求解拋物折反射攝像機內(nèi)參數(shù)；

(1)確定正交消失點

在球Q的投影小圓S₁₊上取兩組互異的兩個點A_1i+和B_1i+，其中下標(biāo)i＝1,2，用A_1i-和B_1i-分別表示A_1i+和B_1i+關(guān)于單位視球的中心O對稱的點，即對拓點，則點A_1i-和B_1i-是S₁₊關(guān)于單位視球球心O的對稱圓，即對拓圓S_1-上；L_1i+為A_1i+,B_1i+兩點所在的直線，L_1i-為A_1i-,B_1i-兩點所在的直線，根據(jù)對拓點的定義，L_1i+//L_1i-，于是L_1i+和L_1i-具有相同的無窮遠點，這里用表示L_1i+,L_1i-上的無窮遠點；點關(guān)于小圓S₁₊,S_1-的極線記為H_1i+,H_1i-，根據(jù)對極幾何關(guān)系，H_1i+//H_1i-，于是H_1i+和H_1i-具有相同的無窮遠點，這里用表示；點是圓S₁₊或S_1-的一組共軛直徑方向上的無窮遠點；根據(jù)射影幾何中圓的共軛直徑性質(zhì)，無窮遠點為一組正交方向上的無窮遠點；用a_1i+,b_1i+,a_1i-,b_1i-分別表示A_1i+,B_1i+,A_1i-,B_1i-的像，則{a_1i+,a_1i-},{b_1i+,b_1i-}為兩對對拓像點；記過a_1i+,b_1i+兩點的直線為l_1i+，過a_1i-,b_1i-兩點的直線為l_1i-，則根據(jù)射影變換的性質(zhì)，直線l_1i±為直線L_1i±的像，于是通過直線{l₁₁₊,l_11-},{l₁₂₊,l_12-}確定小圓S₁₊所在平面上的兩個消失點d₁₁,d₁₂(的像)；消失點d_1i關(guān)于球像C₁₊和對拓球像C_1-的極線分別為h_1i+,h_1i-(H_1i+,H_1i-的像)，極線h_1i+,h_1i-的交點為d'_1i(的像)；消失點{d₁₁,d'₁₁}和{d₁₂,d'₁₂}為兩組正交消失點。