[发明专利]空间正六面体的像标定抛物折反射摄像机内参数

摘要

本发明利用空间正六面体的像标定抛物折反射摄像机内参数的方法。空间正六面体三组平行直线的抛物折反射图像是三组二次曲线，首先从抛物折反射图像上提取像点，拟合二次曲线方程并求解每组曲线的交点，然后计算空间正六面体的三组正交方向隐消点，抛物折反射摄像机选取适当方位拍摄正六面体的两幅图像可提供六组正交方向的隐消点，再利用隐消点的约束线性求解抛物折反射摄像机内参数。利用本发明可以实现全自动标定，减少了标定过程中由测量引起的误差。由于空间正六面体是基于直线的基元，在摄像机标定过程中提高了标定精度。

主权项

1.一种利用空间正六面体的像标定抛物折反射摄像机内参数的方法，其特征是组成这个正六面体的每个平面是一个正方形，在标定的过程中只需正六面体每组平行线都不与抛物折反射摄像机的主轴平行；正六面体的三组平行直线的抛物折反射图像都是二次曲线，首先从图像上提取像点，拟合每组平行线的像的曲线方程并求解每组二次曲线的交点，然后计算三组二次曲线内的3组正交方向隐消点，再利用隐消点对绝对二次曲线的约束线性求解抛物折反射摄像机内参数；（1）计算每组二次曲线的交点空间中有一个正六面体，为平面的顶点，即正六面体的顶点；直线和直线以及直线为这个正六面体的三组平行直线；在单位视球上，大圆分别为直线在单位视球的投影，大圆分别为直线在单位视球的投影，大圆分别为直线在单位视球的投影；点为单位视球上的大圆的一对交点，点为单位视球上的大圆的一对交点，点单位视球上的大圆的一对交点，由于这三对交点的连线都过圆心，即，，都是单位视球的直径，两对交点就能组成一个矩形；以矩形为例，直线与的交点和直线与的交点为一对正交方向的消失点；在折反射图像平面上，大圆的投影为曲线，交点分别为和，大圆投影为曲线，交点分别为和；大圆的投影为曲线，交点分别为和；由中心折反射摄像机的成像原理可知，点、和分别为点、和在像平面的投影；（2）计算三组二次曲线成像平面内的3组正交方向隐消点单位球上的每组大圆分别交于单位球上的两个点，每组大圆交点的连线为单位球的直径，每两条直径的四点形成邻边互相垂直对边互相平行的矩形，可以确定一组正交方向；三条直径每两组可以确定一组正交方向，共确定三组正交方向；直线和分别为过单位球圆心像的直线，对应直线与直线交于点，有,对应直线与直线交于点，，和就是一组正交方向隐消点；直线和分别为过单位球圆心像的直线，则对应直线与直线交于点，有,对应直线与直线交于点，有，和就是一组正交方向隐消点；直线和分别为过单位球圆心像的直线，则对应直线与直线交于点，有,对应直线与直线交于点，有，和就是一组正交方向隐消点；因此总共可以求出三组正交方向隐消点。