[发明专利]一种基于共线特性的单线阵畸变标定方法

权利要求书

1.一种基于共线特性的单线阵畸变标定方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、根据单线阵相机畸变模型，得到畸变方程

u＝u'+k₁(u'-u₀)³+k₂(u'-u₀)⁵；

其中u'为畸变像素的坐标点，u为对应的无畸变像素坐标点，u₀为畸变中心点，k₁和k₂为畸变参数；

S2、根据单线阵相机成像模型，成像特征点映射到标定板的点共线特性，建立优化方程F(u₀^*,k₁^*,k₂^*)＝minF(u₀,k₁,k₂)；

S3、对u₀，k₁和k₂初始化，代入优化方程F(u₀^*,k₁^*,k₂^*)＝minF(u₀,k₁,k₂)，运用Levenberg-Marquardt非线性优化算法求解得到最终的畸变中心u₀^*和畸变参数k₁^*和k₂^*；

其中，S2的具体方法为：

S2.1、设置标定板，并且确认参数α和β，α和β分别为标定板中直角三角形两个直角边的长度，得到标定板标准方程

其中，U是标定平面中的直线，U_i为与X轴平行的直线，U_i+1为与X轴和Y轴有交点的直线，x和y为直线表达式的两个实参数；

S2.2、取线阵相机视平面与标定板直线中的四个点U_i，U_i+2，U_i+4和U_i+5的交点P_i,P_i+2,根据投射模型和共线四点交比不变性，在无畸变的情况下，得到CR(P_i,P_i+2；P_i+4,P_i+5)＝CR(p_i,p_i+2；p_i+4,p_i+5)；

p_i,p_i+2,p_i+4,p_i+5为标定板P_i,P_i+2；P_i+4,P_i+5映射到图像中的点；

S2.3、计算实际成像点与P_i,P_i+2；P_i+4,P_i+5之间的转换关系

其中，r是p_i,p_i+2,p_i+4,p_i+5的交比值，为实际像素点在像平面的坐标并且已知，为畸变矫后在像平面中的坐标；

S2.4、计算P_i,P_i+2,P_i+4,P_i+5的交比为

S2.5、联合S2.3和S2.4得U6上P_i+5点坐标为

S2.6、按照S2.5依次计算P₆，P₈，…P₄₀和上对应的坐标点

S2.7、根据线阵相机成像原理，基于的共线和等距特性，以及相邻四点的交比恒定为得

S2.8、建立优化方程F(u₀^*,k₁^*,k₂^*)＝minF(u₀,k₁,k₂)。

2.如权利要求1所述的一种基于共线特性的单线阵畸变标定方法，其特征在于：S3的具体方法为：

S3.1、根据单线阵相机的成像模型中畸变中心u₀在平面中心的特点设置u₀＝l/2，其中l为成像平面宽度；

S3.2、设定k₁＝0，k₂＝0；

S3.3、将u₀，k₁和k₂代入方程F(u₀^*,k₁^*,k₂^*)＝minF(u₀,k₁,k₂)，运用Levenberg-Marquardt算法优化方程，得到最终的畸变中心u₀^*和畸变参数k₁^*和k₂^*。