[发明专利]一种鱼眼镜头内部参数自标定方法

权利要求书

1.一种鱼眼镜头内部参数自标定方法，其特征在于，该方法包括：

建立鱼眼成像模型并获得待标定的鱼眼镜头内部参数；

根据空间直线在水平面的理想投影椭圆约束建立标定方程；

利用鱼眼图像有效区域椭圆轮廓边界及空间直线在鱼眼图像上的投影椭圆弧段信息给出待标定的鱼眼镜头内部参数初值并迭代求解标定方程获得标定参数的最小二乘估计。

2.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头内部参数自标定方法，其特征在于，所述获得待标定的鱼眼镜头内部参数，具体包括：

空间坐标变换，将世界坐标系下任一空间点P_W，经旋转和平移空间坐标变换，转换为相机坐标系下的点P_C；

单位球面映射，将点P_C沿射线O_CP_C方向映射为单位球面上的点P_S；

球面投影，将点P_S正投影到一个与鱼眼镜头主光轴垂直的固定平面，从而获理想投影点P_m(x_m,y_m)，

像素坐标变换，利用相机内部参数将理想投影点坐标变换到鱼眼图像像素坐标；

从理想投影点到鱼眼图像像素的坐标变换关系为：

(u-u₀)*(1+k₁r²+k₂r⁴)＝Af*x_m,(v-v₀)*(1+k₁r²+k₂r⁴)＝f*y_m

r²＝(u-u₀)²+(v-v₀)²

其中：(u,v)为鱼眼图像实际像素坐标,(u₀,v₀)为相机主点坐标，f为相机等效焦距，A为纵横比，k₁,k₂为径向畸变系数，参数(u₀,v₀,f,A,k₁,k₂)为待标定的鱼眼镜头内部参数。

3.根据权利要求2所述的一种鱼眼镜头内部参数自标定方法，其特征在于，所述根据空间直线在水平面的理想投影椭圆约束包括：

①不同空间直线在球面透视投影下水平面投影椭圆，其椭圆中心为投影球心，长半轴a恒等于投影球面半径R_g，短半轴b长度则与过球心、空间直线的空间平面法线方向相关；

②对同一空间直线而言，投影球面半径大小改变仅使其投影椭圆长、短半轴产生等比例缩放。

4.根据权利要求3所述的一种鱼眼镜头内部参数自标定方法，其特征在于，所述标定方程为：

其中，b为椭圆短半轴，γ为椭圆长轴与坐标X轴旋转角。

5.根据权利要求4所述的一种鱼眼镜头内部参数自标定方法，其特征在于，通过以下方式迭代求解标定方程：

其中，表示误差方程最小二乘平差结果，

所述误差方程V为：

其中，为给定的参数初值；为方程系数，是非线性函数E在给定参数初值下的偏导数；(du₀,dv₀,dk₁,dk₂,dA,df,db,dγ)为方程未知数，是非线性函数E的参数增量。