[发明专利]基于自配极三角形的光场相机标定方法

权利要求书

1.一种基于自配极三角形的光场相机标定方法，其特征在于包括下述步骤：

S1、设计由椭圆和圆的组合构成的标定板，使其具有参数区分性和自配极三角形特征；建立TPP坐标系，对光场相机采集到的光线进行描述，继而建立光场相机的内外参模型和投影模型；

S2、根据标定板模型的自配极三角形特性和绝对二次曲线特性，建立标定板平面上的点和其子孔径图像中像点之间的单应性映射H并求解，继而求得光场相机的内参数和外参数；

S3、引入四参数的畸变向量k^d＝(k₁,k₂,k₃,k₄)，建立畸变模型对实际光线与成像模型描述方式之间存在的偏差进行矫正，其中(x,y)是标定板上的点通过内参(k_i,k_j)和外参投影的未畸变点，k₁和k₂是光场相机中传统径向畸变的调节系数，k₃和k₄是针对光场相机视点切换导致的畸变引进的系数；

对标定板上的圆或者椭圆C_w,n根据投影公式和畸变公式进行投影，投影点应当在C_w,n的子孔径图像C_i上，即满足根据此关系建立Sampson误差代价函数寻找令代价函数达到最小的参数即为最优解。

2.根据权利要求1所述的基于自配极三角形的光场相机标定方法，其特征在于：所述的标定板包含同心的椭圆和圆组合，同心圆和椭圆模型具有共自配极三角形，椭圆的长短轴保证了参数区分性。

3.根据权利要求1所述的基于自配极三角形的光场相机标定方法，其特征在于：所述的步骤S2对圆心位于o＝(x₀,y₀)处的同心圆C₁和椭圆C₂，根据共自配极三角形关系得知的三个特征向量分别为圆心(x₀,y₀,0)^T、虚圆点(1,0,0)^T、(0,1,0)^T；在子孔径图像中，利用虚圆点重建消影线，在消影线上寻找正交方向u_a、u_b构建方程组从而重建绝对二次曲线的图像对进行Cholesky分解得到内参数(k_u,k_v,u₀,v₀)；内参(k_i,k_j)和外参数(r₁,r₂,t)通过三个特征向量e_k与其子孔径图像的投影关系求解，k＝1,2,3；外参数r₃根据旋转矩阵的正交性r₃＝r₁×r₂求解。

4.根据权利要求1所述的基于自配极三角形的光场相机标定方法，其特征在于：所述的步骤S3通过Levenberg-Marquardt算法进行迭代优化，求得令代价函数最小的参数值。