[发明专利]利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法和系统

权利要求书

1.一种利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.获取至少3幅在不同视角下的场景图像，所述场景图像对应的试验场景为：在夹角为预定角度的两平面镜间放置两物体点：第一物体点和第二物体点，形成试验场景，在该试验场景下，得到两组数量均为5个点位的第一点位组和第二点位组：第一点位组包括第一物体点及其在两所述平面镜中的4个折反射点，第二点位组包括第二物体点及其在两所述平面镜中的4个折反射点；第一点位组的5个点位必然在同一圆上，设为第一圆，第二点位组的5个点位必然在同一圆上，设为第二圆；

B.针对每一幅场景图像，执行以下步骤B1-B3：

B1：提取场景图像的特征点坐标，依据所提取的场景图像的特征点坐标，分别计算出第一圆和第二圆的像；

B2：分别获取各点位组中，任两相邻点位的像，在第一点位组中所取的一对相邻点位与在第二点位组中所取的一对相邻点位对应；依据两点位组中所取的一对相邻点位的像，基于极点极线关系，计算出第一圆或第二圆所在平面上的一对正交隐消点坐标，具体为：依据两点位组中各取的一对相邻点位的像，依据摄影不变性，计算出两对相邻点位的像所在直线的交点，得到一个隐消点的坐标，再依据极点极线关系，通过所述隐消点的坐标，计算出与之正交的另一隐消点的坐标，得到一对正交隐消点的坐标；

B3：依据所计算出的一对所述正交隐消点坐标和对应的圆的像，计算出对应的圆的一对圆环点的像；

C：依据所有场景图像的圆环点的像，基于圆环点与绝对二次曲线的像的约束关系，求取出摄像机的内参数。

2.如权利要求1所述的利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法，其特征在于，所述步骤B1中，所述依据所提取的场景图像的特征点坐标，分别计算出第一圆和第二圆的像具体为：依据针对第一圆和第二圆提取的场景图像的特征点坐标，分别采用最小二乘法进行拟合，得到对应的二次曲线方程。

3.如权利要求1所述的利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法，其特征在于，步骤B2中，所述分别获取各点位组中，任两相邻点位的像具体为：分别获取各点位组中，物体点和任一与物体点相邻的折反射点的像。

4.如权利要求1所述的利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法，其特征在于，步骤B3具体为：

依据一对所述正交隐消点坐标，计算出对应的隐消线的方程，再计算所述隐消线与所述对应的圆的像的两交点的坐标即为所求的一对圆环点的像。

5.如权利要求1所述的利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法，其特征在于，所述步骤C具体为：

基于圆环点与绝对二次曲线的像的约束关系：求取绝对二次曲线的像w，N为所取场景图像的数量，其中Re,Im分别表示复数的实部和虚部；再对w进行Cholesky分解再求逆得到摄像机内参数矩阵K，通过提取内参数矩阵K中的参数，即可得到摄像机的内参数。

6.如权利要求1所述的利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法，其特征在于，所述试验场景中，两平面镜的夹角为60-80度。

7.如权利要求1所述的利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法，其特征在于，所述试验场景的图像为3幅。

8.一种利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的系统，其特征在于，，所述系统包括一运算器，该运算器用于运行如权利要求1-7之一所述的利用极点极线的性质及圆环点标定摄像机的方法。