[发明专利]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，包括：

确定两个场景之间的空间关系参数；

获取分别拍摄所述两个场景的两个相机之间的空间关系参数，以及通过标定法得到的所述两个相机的内部参数；

将所述两个场景之间的空间关系参数、相机之间的空间关系参数和相机内部参数进行运算得出所拍摄图像之间的单应性矩阵；

根据所述单应性矩阵将所述两个相机拍摄到的图像映射到同一坐标系下拼接成一幅图像。

2.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，所述两个相机之间的空间关系参数包括：所述两个相机相对于世界坐标系的旋转矩阵和平移向量。

3.根据权利要求2所述的图像拼接方法，其特征在于，当所述两个场景之间的空间关系参数为线性，且将其中一个相机的坐标系作为世界坐标系时，则按照如下方式进行所述运算得到单应性矩阵：

其中，H为所述单应性矩阵、a为尺度因子、为其中一个相机内部参数的逆矩阵、K₂为另一个相机的内部参数、R为该另一个相机相对于世界坐标系的旋转矩阵、t为该另一个相机相对于世界坐标系的平移向量。

4.根据权利要求2所述的图像拼接方法，其特征在于，当所述两个场景之间的空间关系参数为线性加偏移量时，所述运算得出单应性矩阵的过程包括：

将所述两个场景之间的空间关系参数、相机之间的空间关系参数和相机内部参数进行运算得出基本矩阵F；

利用基本矩阵计算和外极点的关系计算出外极点，基本矩阵计算和外极点的关系为：其中e为其中一幅图像的外极点，e′为另一幅图像的外极点；

根据e′_i＝He_i计算出单应性矩阵H，其中i表示同步帧的帧号。

5.根据权利要求4所述的图像拼接方法，其特征在于，所述基本矩阵按照如下方式进行运算而获得：

其中，F为所述基本矩阵、为其中一个相机内部参数的逆矩阵、t₂为其该相机相对于世界坐标系的平移向量、b为所述偏移量；为另一个相机内部参数的逆矩阵、R₁为该另一个相机相对于世界坐标系的旋转矩阵、为R₁的转置、t₁为该另一个相机相对于世界坐标系的平移向量、[]_x表示叉积矩阵。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的图像拼接方法，其特征在于，所述确定两个场景之间的空间关系参数为：

预先设定所述两个场景之间的空间关系参数；或者

通过深度摄像机确定所述两个场景之间的空间关系参数；或者

通过跨过两个场景的具有明显连续特征信息的物体确定所述两个场景之间的空间关系参数；或者

通过自标定法确定所述两个场景之间的空间关系参数。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的图像拼接方法，其特征在于，通过自标定法获取所述两个相机之间的空间关系参数，以及所述两个相机的内部参数。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的图像拼接方法，其特征在于，所述方法还包括：对拼接好的图像进行颜色融合。

9.一种图像拼接装置，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定两个场景之间的空间关系参数；

获取单元，用于获取分别拍摄所述两个场景的两个相机之间的空间关系参数，以及通过标定法得到的所述两个相机的内部参数；

运算单元，用于将所述两个场景之间的空间关系参数、相机之间的空间关系参数和相机内部参数进行运算得出所拍摄图像之间的单应性矩阵；

映射单元，用于根据所述单应性矩阵将所述两个相机拍摄到的图像映射到同一坐标系下拼接成一幅图像。

10.根据权利要求9所述的图像拼接装置，其特征在于，所述确定单元所确定的两个相机之间的空间关系参数具体包括：所述两个相机相对于世界坐标系的旋转矩阵和平移向量。