[发明专利]基于直线特征的摄像机非线性畸变参数求解方法

权利要求书

1.一种基于直线特征的摄像机非线性畸变参数求解方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、用摄像机拍摄含有直线特征的多视角照片集；

步骤二、利用边缘检测算子提取多视角照片集中的直线特征，得到求解非线性畸变参数的直线集合；

步骤三、建立非线性畸变校正模型；

步骤四、计算直线集合中每条直线的最大直线度误差；

步骤五、利用每条直线上取得最大直线度误差所对应的三点，建立含有畸变参数的非线性方程组；

步骤六、通过非线性最小二乘广义逆法求解畸变参数。

2.根据权利要求1所述的基于直线特征的摄像机非线性畸变参数求解方法，其特征在于：所述含有直线特征的多视角照片的拍摄方法为：使具有直线特征的被拍摄物保持不动，通过改变摄像机位姿参数进行拍摄；或者使摄像机位姿保持不变，通过改变具有直线特征的被拍摄物的位姿进行拍摄。

3.根据权利要求1所述的基于直线特征的摄像机非线性畸变参数求解方法，其特征在于：所述直线集合由摄像机CCD的六个区域内的直线构成，六个区域分别是CCD的上部、下部、左部、右部四个区域、CCD的中心十字区域和对角线区域；上部、下部、左部、右部四个区域的直线数量相等，且均至少包括1条直线，中心十字区域和对角线区域的直线数量相等，且均为上部区域直线数量的2倍。

4.根据权利要求3所述的基于直线特征的摄像机非线性畸变参数求解方法，其特征在于：每个区域的直线长度至少为所在区域长度的80％。

5.根据权利要求1所述的基于直线特征的摄像机非线性畸变参数求解方法，其特征在于：所述非线性畸变校正模型为：

将直线集合L中任意一条直线上的第n个像点记为P_n(x_n,y_n)，将其对应的非线性畸变校正点记为P_d,n(x_d,n,y_d,n)，则

xd,n=xn+δxr,n+δxd,n+δxp,nyd,n=yn+δyr,n+δyd,n+δyp,n]]>

式中：

δxr,n=xn[k1(xn2+yn2)+k2(xn2+yn2)2]δyr,n=yn[k1(xn2+yn2)+k2(xn2+yn2)2]]]>为忽略高阶部分的径向畸变；

δxd,n=p1xn(3xn2+yn2)+2p2xnynδyd,n=2p1xnyn+p2yn(xn2+3yn2)]]>为忽略高阶部分的偏心畸变；

δxp,n=s1(xn2+yn2)δyp,n=s2(xn2+yn2)]]>为忽略高阶部分的薄棱镜畸变。

6.根据权利要求1所述的基于直线特征的摄像机非线性畸变参数求解方法，其特征在于：步骤四所述直线集合中每条直线的最大直线度误差的计算方法为：

设P₁(x₁,y₁)、P₂(x₂,y₂)和P₃(x₃,y₃)为任意一条直线L_m上的任意不同的三点，则其向量积为

遍历直线上所有不同的三点，分别计算向量积，得到其中绝对值最大的向量积记为Δ_max(r,s,t,m)，即为直线L_m的最大直线度误差，其中r、s和t表示取得最大直线度误差所对应的三点的序号。