[发明专利]利用空间直线对抛物折反射摄像机进行标定的方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机视觉领域，涉及了一种利用空间中三条直线求解抛物折反射摄像机内参数的方法。

背景技术

计算机视觉的研究目的是让计算机从二维图像认知三维现实环境,计算机不仅能感知三维物体的结构和运动信息,包括它的形状,位置,姿态,运动等,而且能对它们进行识别与理解。事实上,80年代形成的Marr的计算理论框架和其他计算理论框架中，绝大部分内容都涉及利用几何方法计算环境中的三维物体的形状，位置，姿态和运动。现有的摄像机标定方法可以分为传统的摄像机标定方法和摄像机自标定的方法。传统的标定方法主要是利用一个精度高的物体作为标定物，从而可以求解摄像机内参数的标定方法。摄像机自标定的方法是指使用摄像机在运动中的环境及图像之间的对应关系来求解摄像机内参数的方法。在使用自标定方法时消失线点，圆环点被广泛应用于摄像机标定。文献“A new easy camera calibration technique based on circular points”，(Meng X.,Hu Z.,Pattern Recognition,vol.36,no.5pp.1151-1164,2002)提出的标定方法采用了一种新型的标定模板，即一个圆和通过圆心的若干直线，该方法仅要求摄像机在三个(或三个以上)不同方位摄取一个含有若干条直径的圆的图像,即可线性求解全部摄像机内参数。采用这种模板的标定方法不存在匹配问题,也不需要知道任何模板上的物理度量,不需要人工干预,使得整个标定过程非常简单,能够全自动进行。文献“一种新的基于消失点的摄像机标定方法”(胡培成，黎宁，赵亮亮，第十三届图像图形学学术会议,pp.1-5,2006)提出了一种利用正方形模板求取摄像机内参数的方法。该方法不仅利用了正方形两组边垂直的性质还充分利用了正方形对角线相互垂直的性质，根据一幅图像可以得到两组正交的消失点连线，所以最少只要拍三幅图像就可以线性求解全部内参数，这种方法降低了标定的复杂度。文献“由矩形确定摄像机内参数与位置的线性方法”(吴福朝，，王光辉,胡占义.软件学报，vol.14,no.3,pp.703-712,2003.)提出了一种求解摄像机内参数及确定摄像机位置的线性方法。首先通过空间平面上两个非平行矩阵的图像来计算圆环点的图像，进而由圆环点对摄像机内参数的约束方程标定摄像机内参数，并给出了此约束方程具有唯一解的充要条件。在相差一个比例因子的情况下，由拉盖尔定理恢复矩阵欧式度量信息的线性方法。