[发明专利]高精度的宽视场镜头实时畸变矫正方法及系统

权利要求书

1.一种高精度的宽视场镜头实时畸变矫正方法，其特征在于，包括如下步骤：

初矫正步骤，建立投影方程，根据该投影方程找到与图像平面上的图像点相对应的空间点；

优化步骤，对初矫正后的图像进行误差分析，得到初矫正后图像的误差；

LUT建立步骤，通过优化步骤中得到的误差，对初矫正步骤中的投影方程偏差进行校正，建立图像上任意一点与空间上点的映射关系。

2.根据权利要求1所述的一种高精度的宽视场镜头实时畸变矫正方法，其特征在于，所述初矫正步骤中的投影方程为λ·[u，v，a₀+a₁ρ+a₂ρ²+...+a_Nρ^N]^T＝[r₁，r₂，t]·[X，Y，1]^T；

上式中：λ为图像上点的比例系数且λ＞0，(u，v)为图像平面上的图像点的坐标，单位pixel，N是多项式的最高次幂，a_i(i＝0，1，...，N)是多项式系数，是图像上点到光学中心的像素距离；r₁，r₂是旋转矩阵的前两个列向量，t是平移矩阵的列向量；X，Y是与图像平面上的点(u，v)对应的空间点的坐标；

选取模板图像，对模板图像上的特征点进行检测，得到特征点的位置m_ij，然后找到与其对应的空间点M_ij，建立空间点M_ij与m_ij的映射关系，使用空间点与图像上点组成的点对M_ij与m_ij，解出上面映射方程组中的最优参数a_i(i＝0，1，...，N)，N，r₁，r₂，t。

3.根据权利要求2所述的一种高精度的宽视场镜头实时畸变矫正方法，其特征在于，所述求取投影方程中的最优参数a_i(i＝0，1，...，N)，N，r₁，r₂，t选用最小均方误差准则，即，使实际点与根据投影方程的投影点之间的均方误差达到最小，即下式E最小：

E=Σi=1KΣj=1L||mij-m^(r1i,r2i,ti,Oc,a0,a1,a2,a3,...,aN,Mij)||2]]>

上式中：Oc是图像的光学中心，m_ij是检测到的第i幅模板图像的第j个特征点的图像坐标，是在相机内部和外部参数下的投影点，和是第i幅模板图像旋转的旋转矩阵的列向量，tⁱ是第i幅模板图像的平移矩阵，a_i(i＝0，1，...，N)是投影多项式的系数，N是拟合多项式的最高阶数，M_ij是与m_ij对应的空间点的坐标，K是模板图像的张数，L是每幅模板图像上特征点的个数。