[发明专利]一种机器视觉下的筒子纱侧面图像校正方法

权利要求书

1.一种机器视觉下的筒子纱侧面图像校正方法，其特征在于：以透视投影为基础，建立筒子纱侧面图像成像模型，获得筒子纱侧面图像；将世界坐标系中对应于图像坐标系的点坐标转化为齐次坐标，获得相机的内部参数矩阵和外部参数矩阵，外部参数矩阵结合内部参数矩阵求解获得变换矩阵；将筒子纱表面上的点与图像投影点的关系用齐次方程表示，根据该齐次方程求出校正后的筒子纱侧面图像中的点坐标，并对每个点的灰度值进行重置即可获得校正后的筒子纱侧面图像。

2.根据权利要求1所述的一种机器视觉下的筒子纱侧面图像校正方法，其特征在于：所述筒子纱侧面图像成像模型中建立相机坐标系、世界坐标系、以及图像坐标系，相机坐标系以o点表示相机光心，以x轴、y轴及相机光轴z轴组成直角坐标系；XO₁Y构成图像坐标系，O_W为原点，X_WY_WZ_W构成世界坐标系，图像坐标系介于相机坐标系与世界坐标系之间，世界坐标系的Z_W轴与相机坐标系的相机光轴z位于同一直线上，筒子纱位于世界坐标系中，且世界坐标系的X_W轴平行于筒子纱以及相机坐标系的x轴。

3.根据权利要求2所述的一种机器视觉下的筒子纱侧面图像校正方法，其特征在于：所述筒子纱表面上的点满足以下关系式：

上式中，r为筒子纱半径；筒子纱表面上Q点在世界坐标系中的点坐标为Q(X_W，Y_W，Z_W)，该点Q的齐次坐标为Q＝(X_W，Y_W，Z_W)^T，Q点在图像坐标系中的映射点q坐标为q(u，v)，映射点q在图像坐标系中的齐次坐标为q＝(u，v)^T，O₁(u₀，v₀)为图像坐标系的原点，相机在x轴和y轴上的尺度因子分别为f_x＝fd_x、f_y＝f/dy，数字相机中像素是长和宽分别为d_x和dy矩形，f为相机焦距，根据射影变换，将世界坐标系中的点Q投影到图像坐标系上的点q，由式(2)表示：

上式中，M为相机的内部参数矩阵，H为相机的外部参数矩阵，T为变换矩阵。

4.根据权利要求3所述的一种机器视觉下的筒子纱侧面图像校正方法，其特征在于：所述内部参数矩阵表示为：f为相机焦距，

外部参数矩阵H与OO_W有关，OO_W由下式决定，d为物距，d＝oO1：

OO_W＝d+2r (4)

变换矩阵T为：

5.根据权利要求4所述的一种机器视觉下的筒子纱侧面图像校正方法，其特征在于：所述筒子纱表面上的点与图像投影点的关系用齐次方程表示为：