[发明专利]一种基于平行光轴结构摄像机的无穷远图像对齐方法

权利要求书

1.一种基于平行光轴结构摄像机的无穷远图像对齐方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1设定垂直于摄像机光轴方向的平面，然后从该平面上均匀选取匹配点；

S2利用匹配点，求解描述基于该平面关系的单应矩阵；

S3利用单应矩阵和双线性插值算法，求解基于该平面对齐的坐标映射表；

S4设置一个垂直于摄像机光轴方向的等效无穷远平面，利用投影变换、计算无穷远平面上对应点的视差，平移S3得到的坐标映射表，得到无穷远平面对齐的坐标映射表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

S1.1设置两台具有平行光轴，且并排放置的摄像机；

S1.2设定垂直于摄像机光轴方向的平面，并在该平面上张贴棋盘格纸；

S1.3将两台摄像机获取图像分别记为左图和右图，以棋盘格上的角点作为特征点，然后从左图和右图中均匀选取匹配点，所述匹配点对数为至少4对。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

S2.1对匹配点进行归一化处理，将匹配点坐标对记作P_l和P_r，对应的归一化后的坐标记作和其中P_l表示左图匹配点的坐标，P_r表示右图匹配点的坐标；

S2.2利用通过整理得到Ah=0的齐次方程形式；

S2.3将S2.1得到的归一化坐标代入S2.2得到的系数矩阵A，通过SVD分解，得到h矩阵的近似解；

S2.4通过反归一化处理，求解描述P_l和P_r映射关系的H矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：

S3.1根据右图或左图图像大小，建立离散坐标映射表；

S3.2利用双线性差值及离散坐标映射表，得到完整的图像的坐标映射表。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

S4.1设置一个距离摄像机的等效无穷远平面，该平面与S1所述平面平行，利用S3得到的坐标映射表，计算左图或右图的投影变换图像；

S4.2比较其中一张投影变换图像与另一张原始图像在等效无穷远平面的视差值；

S4.3利用视差值平移S3得到坐标映射表，得到无穷远平面对齐的坐标映射表。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3.1根据右图或左图图像大小，建立离散坐标映射表，具体如下：

建立一张与右图或左图图像大小相同的坐标映射表，然后遍历该图横纵坐标均能被4或8或16整除的点P_r(i,j)，利用单应矩阵H计算其映射坐标P_l(i,j)，其中i,j均为4或8或16的倍数，并对该映射坐标进行定点化处理，乘以64或128，然后四舍五入取整，获取离散坐标映射表。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S4.1中所述等效无穷远平面与摄像机之间的距离是两个摄像机之间基线的100倍以上。