[发明专利]基于多深度光栅可视点的相机矫正方法及系统

权利要求书

1.一种基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，其特征在于，所述方法包括：

获取光栅在白板上的不同颜色的交界点作为特征点；

按照定标数据所选取的特征点旋转平移后的3D点设置为其中，RG_Width为定标出的红绿光宽度，按照定标的RG_Width计算出3D点的x方向值，y值与矫正前的特征点y值一致，depth值取矫正前中心点位置的深度值为矫正后的深度值；

选取不同深度的多个特征点，通过最小二乘法估计相机矫正前后匹配点的最优变换矩阵[R|t]；

通过重投影误差迭代优化旋转变化矩阵，直到重投影误差值小于阈值ε；

保存矫正矩阵，对每次检测到的人眼位置做矫正，并根据矫正人眼位置和定标数据做光栅参数计算；通过对相机获取的3D点位置做矫正，使光栅的可视点的位置参数在相机中的位置成规则的扇形。

2.根据权利要求1所述的基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，其特征在于：

选择红绿颜色作为定标的颜色。

3.根据权利要求2所述的基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，其特征在于：

所述获取光栅在白板上的不同颜色的交界点作为特征点步骤中，根据基于方波拟合的定标方法确定红绿图中的可视区位置作为特征点，并且各个深度的可视点都是以已知的内参矩阵的中心点位置为原点。

4.根据权利要求1所述的基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，其特征在于：

选取不同深度中的多个特征点、通过最小二乘法拟合出符合当前匹配点的旋转平移矩阵[R|t]步骤中，目标函数如下：

式中，p_i表示变换后的匹配点，p_i'表示变换前的特征点。

5.根据权利要求1所述的基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，其特征在于：

通过重投影误差迭代优化旋转变化矩阵、直到重投影误差值小于阈值ε步骤中，公式如下：

式中，p_i表示变换后的匹配点，p_i'表示变换前的特征点；ε为设置的迭代结束条件，即当重投影误差值小于阈值ε时结束迭代。

6.根据权利要求1所述的基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，其特征在于：

所述矫正方法进一步包括：固定显示器与白板，保证显示器与白板互相平行。

7.一种基于多深度光栅可视点的相机矫正系统，其特征在于，所述系统包括：

特征点获取模块，用以获取光栅在白板上的不同颜色的交界点作为特征点；按照定标数据所选取的特征点旋转平移后的3D点设置为其中，RG_Width为定标出的红绿光宽度，按照定标的RG_Width计算出3D点的x方向值，y值与矫正前的特征点y值一致，depth值取矫正前中心点位置的深度值为矫正后的深度值；

最优变换矩阵估计模块，用以选取不同深度的多个特征点，通过最小二乘法估计相机矫正前后匹配点的最优变换矩阵[R|t]；

矩阵优化模块，用以通过重投影误差迭代优化旋转变化矩阵，直到重投影误差值小于阈值ε；

矫正模块，用以保存矫正矩阵，对每次检测到的人眼位置做矫正，并根据矫正人眼位置和定标数据做光栅参数计算；通过对相机获取的3D点位置做矫正，使光栅的可视点的位置参数在相机中的位置成规则的扇形。

8.根据权利要求7所述的基于多深度光栅可视点的相机矫正系统，其特征在于：

选择红绿颜色作为定标的颜色；

所述特征点获取模块用以根据基于方波拟合的定标方法确定红绿图中的可视区位置作为特征点，并且各个深度的可视点都是以已知的内参矩阵的中心点位置为原点；

所述最优变换矩阵估计模块用以选取不同深度中的多个特征点、通过最小二乘法拟合出符合当前匹配点的旋转平移矩阵[R|t]步骤中，目标函数如下：其中，p_i表示变换后的匹配点，p_i'表示变换前的特征点；

所述矩阵优化模块用以通过重投影误差迭代优化旋转变化矩阵、直到重投影误差值小于阈值ε，公式如下：其中，p_i表示变换后的匹配点，p_i'表示变换前的特征点；ε为设置的迭代结束条件，即当重投影误差值小于阈值ε时结束迭代。