[发明专利]利用球及极点极线标定摄像机的方法、存储介质和系统

权利要求书

1.一种利用球及极点极线关系标定抛物折反射摄像机的方法，其特征在于，包括以下步骤:

A.对于抛物折反射摄像机采集的至少3幅图像进行如下处理:提取第一幅图像的镜面轮廓投影边缘点和每一幅图像的球像图像边缘点的像素坐标，基于提取的数据，计算出对应的镜面轮廓投影方程和球像方程;所述球像为:根据单位球成像模型，空间球在单位视球上投影形成小圆，小圆在摄像机光心作用下，于像平面上的投影即为该小圆的球像;

B.对于每一幅图像，基于其球像方程，计算出对应的对拓球像方程;

C.对于每一幅图像，基于其球像方程和对应的对拓球像方程，计算出旋转轴和消失点；消失点的计算方法为:对于每一幅图像，计算球像方程和对应的对拓球像方程的四个交点的坐标x1、x2、x3、x4，其中x1、x2为一对圆环点的像，x3、x4为另一组共轭复点的像，计算过x1、x2的直线与过x3、x4的直线的交点即为所求；旋转轴的计算方法为:计算过x2、x4的直线与过x1、x3的直线的交点，计算过x1、x4的直线与过x2、x3的直线的交点，根据两个交点计算出旋转轴;

D.基于所有图像的旋转轴和消失点，根据极点极线间的约束关系，计算出绝对二次曲线的像，再根据该绝对二次曲线的像，计算出抛物折反射摄像机的内参数。

2.如权利要求1所述的利用球及极点极线关系标定抛物折反射摄像机的方法，其特征在于，所述步骤B具体为:

对于每一幅图像，在其球像方程上，取一组点位，该组点位含若干点，计算该组点位的一组对拓像点，再根据该对拓像点组，计算出对应的对拓球像方程。

3.如权利要求2所述的利用球及极点极线关系标定抛物折反射摄像机的方法，其特征在于，所述一组点位中，至少包含5个点位。

4.如权利要求1所述的利用球及极点极线关系标定抛物折反射摄像机的方法，其特征在于，所述步骤A-D中，根据点坐标计算出对应的方程的方法为:采用最小二乘法对点位坐标进行拟合，得出对应的方程。

5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有程序，运行该程序以执行如权利要求1-4之一所述的利用球及极点极线关系标定抛物折反射摄像机的方法。

6.一种利用球及极点极线关系标定抛物折反射摄像机的系统，包括一抛物折反射摄像机和一运算器，其特征在于，所述抛物折反射摄像机用于采集至少3幅图像，所述运算器包含如权利要求5所述的存储介质;其中，所述抛物折反射摄像机所采集的图像包含镜面轮廓投影边缘点和球像图像边缘点，所述球像为:根据单位球成像模型，空间球在单位视球上投影形成小圆，小圆在摄像机光心作用下，于像平面上的投影即为该小圆的球像。