[发明专利]一种体视显微镜体视角度的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，尤其是涉及一种体视显微镜体视角度的计算方法。

背景技术

体视显微镜的研究主要是为了实现立体显示和立体测量。立体测量的方法是先通过摄像机标定，求解出内外参数，通过立体匹配，求出不同图像之间视差关系，根据匹配结果和摄像机参数完成立体测量工作。但是在测量过程中，都是假定体视角度为一个固定值（一般为12°~15°），没有考虑到物面不同位置的体视角度差异，平行光体视显微镜成像原理如图1所示，从图中可以看出，物面不同位置体视角度不同。体视角度是在立体显示和立体测量中必不可少的数据。体视角度的误差会导致计算结果的误差。尤其在体视显微镜中，对物体测量精度要求较高，对体视角度要求更为严格。现有方法中假设体视角度为一个固定值的测量会导致测量结果的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以减小体视角度误差，提高立体测量精度的体视显微镜体视角度的计算方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种体视显微镜体视角度的计算方法，包括以下步骤：

（1）获取体视显微镜的光路图，其中入射光线通过出瞳面入射到物面，出瞳面为                                                ，出瞳面的出瞳中心为，物面的中心为O₁；

（2）计算物面上的物点与入射光线的出瞳点在物面上的投影之间的距离，的求解方程为，其中x为该物点在入射物面上的横坐标，y为该物点在入射物面上的纵坐标，L为出瞳中心在物面上的投影O与物面中心O₁之间的距离；

（3）计算投影距离为且位于x轴上的物点的横坐标，，将代入中，得到值的求解方程为；

（4）选取入射光线在物面上的多个已知特征点及其对应的已知体视角度，根据已知特征点及其体视角度，结合步骤（3）中得到的值的求解方程，拟合多项式得到体视角度的拟合函数；

（5）将待求体视角的物点的横坐标和纵坐标代入步骤（3）中得到的值的求解方程中，再将值代入步骤（4）得到的体视角度的拟合函数中，求解得到该待求体视角的物点的体视角度。

所述的步骤（4）中选取的已知特征点的数量大于等于10个。

所述的步骤（4）中拟合多项式的方法为五阶拟合，四阶拟合、三阶拟合，二阶拟合或三角函数拟合。

与现有技术相比，本发明的优点在于首先通过拟合多项式得到求解体视角度的拟合函数，再根据需要求解体视角度的物点的横坐标和纵坐标求解待求物点与入射光线在出瞳面上的出瞳点在物面上的投影之间的距离，将该求解得到的距离代入拟合函数中，求解得到该物点的体视角度，从而使得得到的体视角度相对于现有立体测量中的体视角度（12度-15度）更加接近于物点实际的体视角度，从而减小了立体测量中体视角度的误差，提高了立体测量精度；

当选取的已知特征点的数量大于等于 10 个时，可以拟合出平滑的曲线。

当拟合多项式的方法为四阶拟合、二阶拟合或三角函数拟合时，在减小体视角度的测量误差的基础上，降低了多项式拟合的难度，提高了多项式拟合的效率。

附图说明

图1为平行光体视显微镜的成像原理图； 

图2为在物面上体视角度相等的点的光路图；

图3为的体视角度示意图；

图4为体视显微镜的物面正视图；

图5为体视显微镜在一倍倍率和两倍倍率下的体视角度和固定体视角度的变换曲线对比图；

图6为一倍倍率下，利用同一阈值条件，同一特征点固定体视角度的测量结果和误差同本发明实施例一的测量结果和误差的对照图；

图7为两倍倍率下，利用同一阈值条件，同一特征点固定体视角度的测量结果和误差同本发明实施例二的测量结果和误差的对照图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种体视显微镜体视角度的计算方法，包括以下步骤：

（1）获取体视显微镜的光路图，其中入射光线通过出瞳面入射到物面，出瞳面为，出瞳面的出瞳中心为，物面的中心为O₁；