[发明专利]基于计算机视觉的透明介质折射率测量方法

摘要

本发明提供基于计算机视觉的透明介质折射率测量方法，采用照相机与标定板；建立照相机坐标系和图像坐标系及两坐标系间的关系；运用照相机对标定板进行2次图像采集，一次在空气介质下，另一次将待测介质置于标定板与照相机之间；利用针孔摄像机模型计算角点在照相机坐标系下的深度信息，角点对应的反投影射线与光轴间的夹角，角点在两幅图像中的位置变化；测量待测介质的厚度，根据小孔成像模型以及斯涅尔折射定律推导出待测介质的折射率计算公式，将计算的参数代入，得到待测介质的折射率。本发明仅通过照相机对标定板进行两次图像获取即可实现物体折射率的测量，大大简化了计算过程，简化测量步骤，降低测量成本，并具备较高计算精度。

主权项

一种基于计算机视觉的透明介质折射率测量方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、选用标定板进行标定：采用照相机与标定板，标定板位于照相机捕捉图像范围内且尺寸已知；分别建立照相机坐标系和图像坐标系，并建立两坐标系间的关系；S2、图像数据的获取：运用照相机对标定板进行2次图像采集，其中一次在空气介质下获取标定板图像，另一次将待测介质置于标定板与照相机之间，获取在待测介质下的标定板图像；待测介质为透明介质；S3、计算所需基本参数：利用针孔摄像机模型计算角点在照相机坐标系下的深度信息d，角点对应的反投影射线与光轴间的夹角α，角点在两幅图像中的位置变化r；在计算角点在两幅图像中的位置变化r时，运用SURF算法结合RANSAC算法实现两幅图像中角点的特征值自动提取与匹配；S4、计算待测介质的折射率：测量待测介质的厚度ω，根据小孔成像模型以及斯涅尔折射定律推导出待测介质的折射率计算公式，将S3计算的参数代入，得到待测介质的折射率。