[发明专利]图像畸变纠正方法、图像的还原方法以及对位方法

说明书

本发明提供了一种图像纠正方法，通过以下步骤实现对待测物体表面所成图像的畸变纠正，步骤一，在待测物体的表面设置有点阵图案；步骤二，面阵相机对待测物体拍照；步骤三，截取步骤二所获取的畸变点阵图案图像的部分区域图样；步骤四，调整部分区域图样的像素位置获取畸变纠正后图样，调整方法为使得畸变纠正后图样上每个点位图样的像素位置之间横向间隔一致以及竖向间隔一致。本发明将上述图像纠正方法应用于罐体侧表面的图案图像识别与纠正，将环形图案还原成为二维平面图像，实现对盖体上某一固定特征的识别测算出任意引入的盖体上的对位特征和罐体上对位特征的相对位置关系，而后调整两者之间的位置实现精准对位。

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，具体的涉及一种采用点阵图纠正图像畸变的方法，并将上述方法应用于对物体表面特征图案识别，用于矫正两个物体之间相对位置。

背景技术

在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数，这个求解参数的过程就称之为相机标定。

为确定物理尺寸和像素间的换算关系，需要建立相机成像的几何模型。通过相机拍摄带有固定间距图案阵列平板、经过标定算法的计算，可以得出相机的几何模型，从而得到高精度的测量和重建结果。而带有固定间距图案阵列的平板就是标定模板。

对标定模板拍照获取的图像越清晰越有利于成像的几何模型准确性，也越有利于参数的求解。显然的对于近似于二维形状的物体的拍照，仅仅需要提高拍照相机的精度就可以很准确的建立起符合要求的几何模型。但是，对明显的三维结构物体，如罐体这样的具有弧度结构物体拍照所成图像就会产生明显畸变效果，体现在罐体图案在图像中的位移，如枕形畸变(Pincushion Distortion)、桶形畸变(Barrel Distortion)等。上述图像畸变效果虽不可避免，但是可以通过图像纠正还原成为二维的平面图案。

现有技术中广泛存在对具有弧形过渡结构的物体进行相机标定建立几何模型的技术方案。如公开号为CN108765494名称为一种基于圆柱体标定物的多相机标定方法中已经充分公开了采用相机标定技术对圆柱体侧表面所成图像进行图像纠正以及还原的方法。具体的在该专利文献中记载，采用一个具有棋盘格和编码的图案作为标定模板，依据多相机多次对圆柱体拍照所获取的多幅照片利用相机标定技术对图像数据进行采集。值得注意的是依据说明书第【003】段记载“本方法采用表面为棋盘格图案加一组编码图案的标准圆柱体为标定物，利用基于线性的圆柱标定方法得到相机的内外参数”由于该专利中是基于线性的圆柱标定方法因此其所使用的相机为线阵相机。与线阵相机相对的是面阵相机。两者相比，线阵相机成像宽幅窄区域近似为一条直线拍摄精度高但效率低而面阵相机则成像区域宽精度相对较低但成像效率高。故此在该专利文献内需要使用多台线性相机以提升工作效率。

申请人欲提供一种采用单台面阵相机即可对具有三维结构特征的物体特别是柱体或者罐体结构应用相机标定技术实现图像数据处理的方法，并将上述方法应用到实际的生产应用中，比如解决罐体和盖体精准对位的技术问题中。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种图像纠正方法，其应用点阵图案作为标定模板，利用面阵相机对标定模板上的点阵图案成像并采用图像软件处理纠正图像上的畸变，其目的是，将上述图像纠正方法应用于罐体侧表面的图案图像识别与纠正，将环形图案还原成为二维平面图像，实现对盖体上某一固定特征的识别测算出任意引入的盖体上的对位特征和罐体上对位特征的相对位置关系，而后调整两者之间的位置实现精准对位。

一种图像畸变纠正方法，其包括由面阵相机和光源组成的成像装置以及图像处理软件，其特征在于，通过以下步骤实现对待测物体表面所成图像的畸变纠正，

步骤一，在待测物体的表面设置有由若干个点位按照横向间隔一致以及竖向间隔一致排列获取的点阵图案；