[发明专利]基于坐标变换的完整成像映射方法

权利要求书

1.一种基于坐标变换的完整成像的映射方法，其特征在于包括摄像机位姿找正，所述摄像机位姿找正是建立在摄像机借助于一个双自由度精确调整装置安装在测量平面上方，其包括以下步骤：

1)摄像机对不同位姿的靶标平面拍摄多幅图像，由靶标上每个特征点与其图像上相应的像点之间的对应点关系应用平面标定法，进行优化搜索精确获取摄像机的内部参数；

2)将靶标平放在测量平面上，以靶标平面作为XY平面设定世界坐标系{W₁}；

3)再次利用摄像机对靶标平面成像，由靶标上特征点与其像点对应关系、已标定的摄像机内参根据小孔成像公式得出世界坐标系{W₁}相对于摄像机坐标系{C}位姿描述的齐次变换矩阵对所述齐次变换矩阵进行欧拉角变换获得绕摄像机坐标系{C}固定轴x-y-z旋转的RPY角；

4)待所测得的坐标系{C}相对于其自身的Y、Z两个轴依次旋转的相应角度小于设定阈值ε时，摄像机垂直找正完成；否则适当调整双自由度精确调整装置的俯仰及偏转角，返回步骤3)重新对标靶成像测量。

2.如权利要求1所述的基于坐标变换的完整成像映射方法，其特征在于，所述映射方法还包括建立图像无畸变焦平面向后映射数学模型；

所述图像无畸变焦平面向后映射数学模型的建立是基于所述摄像机位姿来进行，即首先建立摄像机光轴垂直于测量平面时测量平面上点P{X_w,Y_w,0}^T与图像坐标(u，v)^T之间的实际成像数学模型，然后建立测量平面上同一点P在虚拟摄像机中的成像数学模型，再最终建立图像无畸变焦平面向后映射的数学模型。

3.如权利要求2所述的基于坐标变换的完整成像映射方法，其特征在于，所述虚拟摄像机中的成像数学模型是建立在虚拟摄像机坐标系{C′}与世界坐标系{W₁}姿态相同的前提下，其数学模型满足的关系式为：

u′v′1=1ZC′·fSx0u0′00fSyv0′00010·10000100001ZC′0001·XWYW01=1ZC′·fSx0u0′u0′·ZC′0fSyv0′v0′·ZC′001ZC′·XWYW01---(4);]]>

上述公式(4)中，f、S_x、S_y为摄像机内参；Z_C'为光心在虚拟摄像机坐标系{C′}Z轴投影，由投影平面上所设定的图像分辨力δ确定；u′₀、v′₀为光学中心在映射图像中的坐标。