[发明专利]基于光场多层折射模型的水下折射率自标定方法

权利要求书

1.一种基于光场多层折射模型的水下折射率自标定方法，在已知相机内参，空气和玻璃的折射率、厚度以及立体视觉系统相对姿态的情况下，通过在测定海域内拍摄一组清晰的标定板图片，根据物点P在左、右相机两约束平面所相交的直线上这一约束，从而测定拍摄海域海水折射率μ；其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在左、右相机拍得的清晰标定板图片上，提取得到相对应的一组像点，左像点m_l，右像点m_r；

步骤二：根据光线的光场表示方法，分别计算对于左、右相机像点经过多层界面传播和折射后到达水中的入射光线并转换成光场矢量q_l，q_r；

步骤三：将右相机坐标系下矢量和点转换到左相机坐标系：q_r'＝R_{l_r}×q_r+t_{l_r}，对于右多层折射坐标系的z轴同理得：z_r'＝R_{l_r}×z_r，o_r'＝t_{l_r}；

步骤四：根据平面法线和点约束，分别求出左、右相机约束平面π_l、π_r；左相机约束平面表示为：平面法线平面上一点o_l＝[000]；右相机约束平面表示为：平面法线平面上一点o_r'＝t_{l_r}；

步骤五：两个约束平面相交于一条直线，由折射定律知，物点P在该直线上；

步骤六：预估海水的折射率位于1.3至1.5之间，采用搜索法在这个范围内确定折射率；取折射率区间内某一折射率μ_i，此时左、右相机像点对应的最后一层介质折射后的光线与步骤五中的直线分别相交于两点，当这两点之间距离最小时，其对应的μ即为海水的折射率。