[发明专利]一种模拟真实场景的三维模型投影方法及装置

权利要求书

1.一种模拟真实场景的三维模型投影方法，其特征在于，包括：

将三维模型在世界坐标系中的坐标点变换为摄像机坐标系中的坐标点；

对所述变换的坐标点进行归一化，获得归一化的图像坐标(x，y)；

根据所述归一化的图像坐标(x，y)计算畸变后的归一化图像坐标

将所述畸变后的归一化图像坐标投影到像平面上，获得畸变后的图像坐标

将三维模型经过投影所述畸变后的图像坐标后，叠加到真实的二维图像中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述畸变后的归一化图像坐标通过以下公式计算获得；

其中，r²＝x²+y²，k₁和k₂为采用张正友摄像机标定方法获得的径向畸变系数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述畸变后的图像坐标通过以下矩阵投影获得：

其中，所述f_x、f_y为焦距参数，u₀、v₀为摄像机光心在像平面的像素坐标，所述f_x、f_y、u₀、v₀均采用张正友摄像机标定方法获得。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用逐点遍历的方法将三维模型在世界坐标系中的坐标点变换为摄像机坐标系中的坐标点。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维模型为几何图形的三维模型。

6.一种模拟真实场景的三维模型投影装置，其特征在于，包括：

坐标系变换单元，用于将三维模型在世界坐标系中的坐标点变换为摄像机坐标系中的坐标点；

坐标归一化处理单元，用于对所述变换的坐标点进行归一化，获得归一化的图像坐标(x，y)；

畸变坐标预计算单元，用于根据所述归一化的图像坐标(x，y)计算畸变后的归一化图像坐标

畸变坐标投影单元，用于将所述畸变后的归一化图像坐标投影到像平面上，获得畸变后的图像坐标

虚实叠加单元，用于将三维模型经过投影所述畸变后的图像坐标后，叠加到真实的二维图像中。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述畸变坐标预计算单元包括公式调用子单元，用于调用以下公式计算畸变后的归一化图像坐标

其中，r²＝x²+y²，k₁和k₂为采用张正友摄像机标定方法获得的径向畸变系数。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述畸变坐标投影单元包括矩阵调用子单元，用于调用以下矩阵获得畸变后的图像坐标

其中，所述f_x、f_y为焦距参数，u₀、v₀为摄像机光心在像平面的像素坐标，所述f_x、f_y、u₀、v₀均采用张正友摄像机标定方法获得。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述坐标系变换单元采用逐点遍历的方法将三维模型在世界坐标系中的坐标点变换为摄像机坐标系中的坐标点。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述三维模型为几何图形的三维模型。