[发明专利]利用空间位置不同的三个球标定中心折反射摄像机的方法

说明书

本发明是利用空间位置不同的三个球标定中心折反射摄像机的方法，其特征在于仅利用球元素。首先，从拍摄的球的图像中提取图像上的点拟合出来三个球所对应的球像，再求出三个球在单位视球上投影所成的小圆的圆心所对应的像点。利用极点极线的关系求出圆心关于球像的极线。进而求出球像与极线的两个交点，即圆环点的像。由上步得到的六个圆环点的像得到绝对二次曲线，最后对绝对二次曲线进行分解并求逆得摄像机内参数。

技术领域

本发明属于计算机视觉领域，涉及一种利用空间中三个球求解中心折反射摄像机内参数的方法。

背景技术

计算机视觉是指通过计算机、图像采集等设备来模拟人类的视觉对目标进行识别、检测、跟踪等。计算机视觉的中心任务就是对图像进行获取，处理，分析。而它的最终目标是使计算机具有通过二维图像认知三维世界的能力。在视觉测量中，计算机从摄像机获得二维图像信息来计算三维空间中物体的几何信息、并由此重建和识别物体，而空间物体表面点的三维几何位置与在图像中的对应点之间的相互关系是由摄像机成像的几何模型决定的，这些的几何模型就是摄像机的内参数，而确定这些参数的方法就叫做摄像机的标定。摄像机标定可分为传统标定、自标定和基于几何实体的标定。无论哪种标定方法，都旨在建立二维图像与摄像机内参数之间的约束关系，特别是线性约束关系，这是目前摄像机标定所追求的目标，也是目前计算机视觉领域研究的热点之一。

文献“Geometric properties of central catadioptric line images andtheir application in calibration”,(Barreto J.P.,Araujo H.,IEEE Transactionson Pattern Analysis and Machine Intelligence,vol.27,no.8,pp.1327-1333,2005)研究了中心折反射摄像机下直线的像的几何性质，并将这些性质应用于中心折反射摄像机的标定。文献“Calibration of central catadioptric cameras using a DLT-likeapproach”,(Puig L.,Bastanlar Y.,Sturm P.,et al.International Journal ofComputer Vision,vol.93,no.1,pp.101-114,2011)提出了一种基于三维控制点的标定方法，通过使用Veronese映射对三维点和其图像点的坐标进行了扩展，在扩展坐标的基础上基于DLT(直接线性变换)——相似方法实现了中心折反射摄像机的标定，但是这类方法需要已知三维点的位置，并且容易从图像中提取其图像点。