[发明专利]一种图像拼接方法及装置

权利要求书

1.一种图像拼接方法，其特征在于，所述方法包括：

针对获取待拼接图像的两个镜头，根据预先保存的该镜头的俯仰角、侧滚角和航向角，确定该镜头的姿态矩阵；根据该镜头的焦距和所述待拼接图像的中心像素点在图像坐标系中的坐标，确定该镜头的内参矩阵；根据该镜头的姿态矩阵和内参矩阵，将该镜头获取的待拼接图像映射到球面展开图，得到特征点提取图像；其中，所述两个镜头包含于同一个全景图像采集设备中；

针对每个特征点提取图像，确定每对特征点；将所述每对特征点分别映射到对应的待拼接图像中；

基于待拼接图像中的每对特征点，采用光束法对所述姿态矩阵和内参矩阵进行优化，基于优化后的姿态矩阵和内参矩阵，拼接所述待拼接图像；

针对获取待拼接图像的两个镜头，将该镜头获取的待拼接图像按照该镜头优化后的姿态矩阵和内参矩阵投影到球面或柱面等模型展开图中，在展开图中计算拼接缝的位置并完成拼接；

根据该镜头的姿态矩阵和内参矩阵，将该镜头获取的待拼接图像映射到球面展开图包括：

根据球面展开图中每个第一像素点的第一坐标信息、该镜头的焦距、和该镜头获取的待拼接图像的中心像素点在图像坐标系中的坐标，确定所述每个第一像素点在世界坐标系下的第二坐标信息；根据所述每个第一像素点的第二坐标信息，和该镜头的姿态矩阵和内参矩阵，确定所述每个第一像素点对应的在该镜头获取的待拼接图像中每个第二像素点的第三坐标信息；

根据所述第一坐标信息和第三坐标信息的对应关系，将该镜头获取的待拼接图像映射到球面展开图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，镜头的焦距包括：

镜头的水平方向焦距和垂直方向焦距；

所述内参矩阵包括：

式中，u₀为待拼接图像的中心像素点在图像坐标系中的水平方向坐标，v₀为待拼接图像的中心像素点在图像坐标系中的垂直方向坐标，f_u为水平方向焦距，f_v为垂直方向焦距。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先保存该镜头的俯仰角、侧滚角和航向角的过程包括：

基于该镜头所属的全景图像采集设备构建三维坐标系，根据该镜头的光轴分别与所述三维坐标系的三个坐标轴的夹角，确定该镜头的俯仰角、侧滚角和航向角并保存。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先保存的该镜头的俯仰角、侧滚角和航向角，确定该镜头的姿态矩阵包括：

基于该镜头的俯仰角确定第一候选姿态矩阵；基于该镜头的侧滚角确定第二候选姿态矩阵；基于该镜头的航向角确定第三候选姿态矩阵；

将所述第一候选姿态矩阵、第二候选姿态矩阵和第三候选姿态矩阵的乘积作为该镜头的姿态矩阵。