[发明专利]一种鱼眼镜头的畸变校正方法

权利要求书

1.一种鱼眼镜头的畸变校正方法，其特征在于：包括以下步骤

步骤一、根据鱼眼镜头成像原理中的球面坐标模型，建立标准坐标系，即：建立一个标准坐标系，调整该标准坐标系方向和位置，将鱼眼镜头的相机放在坐标原点O，拍摄方向沿OZ轴正方向，拍摄后的鱼眼图像落在OXY平面上；

步骤二、建立目标视平面：在标准坐标系OZ轴正方向上，将与成像面平行、并与成像面之间的距离为鱼眼镜头物镜球面半径的平面作为目标视平面，这时目标视平面的中心位置O′的坐标即为(0，0，R)，其中R为鱼眼镜头成像原理中球面坐标模型的球面半径；

步骤三、建立目标视平面上的目标图像与拍摄后落在OXY平面上的鱼眼图像之间一一对应的映射关系：

设目标视平面上任意一目标成像点P在标准坐标系内的极坐标表示为P(θ，α)；连坐标原点O和P交鱼眼镜头物镜球面于P1；

与目标成像点P一一对应的在拍摄后落在OXY平面上的鱼眼图像上的成像点设为P2，设其坐标为(u、v)，则

u＝r*cosα

v＝r*sinα

r＝f(θ)，其中r＝f(θ)满足以下条件：连接P1P2，角OP2P1大于等于90度，且目标成像点P偏离中心越大，角OP2P1也越大；

步骤四、根据步骤三建立的映射关系，将极坐标值已知的目标视平面上目标成像点P的像素值赋值成与其对应的拍摄后落在oxy平面上的鱼眼图像中相对应成像点的像素值。

2.根据权利要求1所述的鱼眼镜头的畸变校正方法，其特征在于：所述r＝f(θ)为r＝aθ⁴+bθ³+cθ²+dθ+e，上述a、b、c、d、e为与鱼眼镜头参数相关的常值参数。

3.根据权利要求2所述的鱼眼镜头的畸变校正方法，其特征在于：所述常值参数a、b、c、d、e通过以下方式获得：

根据球面坐标模型的原理，将步骤一中采用的鱼眼镜头放置在标准坐标系的原点，将一张间距已知的标准方格图像放置在目标视平面上，由该鱼眼镜头拍摄一张上述间距已知的标准方格图像的鱼眼图像；

提取上述拍摄到的鱼眼图像上过图像中心、且靠近中心部分的一些网格点的鱼眼图像面平坐标，然后测量出与上述网格点对应的标准方格图像上的网格点的极坐标，然后通过拟合四次方程的形式，获得上述常值参数a、b、c、d、e的值。

4.根据权利要求1所述的鱼眼镜头的畸变校正方法，其特征在于：所述r＝f(θ)为r＝fθ²+gθ+h，上述f、g、h为与鱼眼镜头参数相关的常值参数。

5.根据权利要求4所述的鱼眼镜头的畸变校正方法，其特征在于：所述常值参数f、g、h通过以下方式获得：

根据球面坐标模型的原理，将步骤一中采用的鱼眼镜头放置在标准坐标系的原点，将一张间距已知的标准方格图像放置在目标视平面上，由该鱼眼镜头拍摄一张上述间距已知的标准方格图像的鱼眼图像；

提取上述拍摄到的鱼眼图像上过图像中心、且靠近中心部分的一些网格点的鱼眼图像面平坐标，然后测量出与上述网格点对应的标准方格图像上的网格点的极坐标，然后通过拟合二次方程的形式，获得上述常值参数f、g、h的值。

6.根据权利要求1所述的鱼眼镜头的畸变校正方法，其特征在于：所述r＝f(θ)为r＝x*sin(y*θ+z)，上述x、y、z为与鱼眼镜头参数相关的常值参数。

7.根据权利要求6所述的鱼眼镜头的畸变校正方法，其特征在于：所述常值参数x、y、z通过以下方式获得：

根据球面坐标模型的原理，将步骤一中采用的鱼眼镜头放置在标准坐标系的原点，将一张间距已知的标准方格图像放置在目标视平面上，由该鱼眼镜头拍摄一张上述间距已知的标准方格图像的鱼眼图像；

提取上述拍摄到的鱼眼图像上过图像中心、且靠近中心部分的一些网格点的鱼眼图像面平坐标，然后测量出与上述网格点对应的标准方格图像上的网格点的极坐标，然后通过拟合正弦函数方程的形式，获得上述常值参数x、y、z的值。