[发明专利]一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法及其应用

权利要求书

1.一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一，选取空间中的一点P在左右图像中的坐标分别(u_l,v_l)，(u_r,v_r)；通过已经标定的参数可以获得其在标定面a上对应的传感器坐标点A，B，

第二，垂直于靶标方向平移一定距离后，确定P点在左右图像在另一个标定面b上对应的点A',B',

第三，通过左图中的参考标记点的像素坐标确定空间透视投影直线AA'，并在右图中遍历图像中的标记点的像素(u_ri,v_ri)坐标及其透视投影线B_iB_i'，寻找与AA'所确定的公垂线最短的透视投影线BB'，完成左右图像中标记点的匹配。

2.根据权利要求1所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器的应用，其特征在于：

第一，在同一位置左右传感器分别拍摄一幅图像，分别对图像进行二值化、边缘提取、椭圆拟合、中心提取等处理后，提取的标记圆的中心作为两图像进行匹配的目标点；

第二，将左图像中的标记点作为参考点，获取参考标记点中心的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间点A_i和′_i的坐标；

第三，将右图像中的标记点通过图像处理，获取标记点中心的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间B_i点和B′_i的坐标；第四，对于左图中的标记点和右图中的每一个标记点都可以确定对应的一条空间直线L₁和L₂，L₁和L₂即左右图像中单个标记点所对应的透视投影直线；

第五，将左图中的每个标记点及其所对应的透视投影线分别作为参考点和参考透视投影线，遍历右图标记点所确定的空间透视投影线找到与参考透视投影线的公垂线最短的透视投影线；

第六，通过所述公垂线最短的透视投影线所对应的右图中的标记点获取与左图的参考标记点匹配的同一目标点，求取两条透视投影线公垂线的中点P的空间坐标就是该目标点在双目传感器下的空间三维坐标；

第七，对所述双目传感器下的空间三维坐标通过旋转和平移相结合的关系完成世界坐标转换。

3.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤四中的L₁透视投影直线通过如下公式计算：

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4.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤四中的L₂透视投影直线通过如下公式计算：

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5.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤五中的公垂线最短的透视投影通过如下步骤计算：

第一，根据两条异面直线可以确定公垂线的方向向量，

第二，计算公垂线与L₁所形成的平面α与直线L₂的交点D，其中α的方程为：

第三，通过公式(2)和(5)组成方程即可确定D；

第四，通过公式(1)和(5)组成方程即可确定C；确定公垂线与L₂所形成的平面β与直线L₁的交点C点坐标；

第五，由C、D在传感器下的三维坐标确定公垂线中点P点的坐标。

6.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤七中的定旋转和平移关系是传感器坐标下与在世界坐标系下相对应的三个点分别组成的三角形是全等的。