[发明专利]单相机极线校正方法及装置

权利要求书

1.一种单相机极线校正方法，其特征在于，所述方法包含：

利用朝向相同且相对位置不变的相机和散斑投射器，采集不同距离下投射有散斑的平板图像，获得第一平面散斑图像和第二平面散斑图像；

通过图像匹配算法匹配所述第一平面散斑图像和第二平面散斑图像，获得亚像素匹配点；

根据所述亚像素匹配点在第一平面散斑图像上对应的物理坐标和在第二平面散斑图像上对应的物理坐标，获得两者之间的映射矩阵；

根据所述映射矩阵获得投射器中心在相机参考系中的方向向量；

调节相机参考系的坐标轴方向，使水平轴方向与方向向量对齐，并更新相机的成像矩阵；

通过所述成像矩阵映射目标场景图像，获得极线校正后的图像。

2.根据权利要求1所述的单相机极线校正方法，其特征在于，根据所述亚像素匹配点在第一平面散斑图像上对应的物理坐标和在第二平面散斑图像上对应的物理坐标包含：根据所述亚像素匹配点中每一组亚像素匹配点的像素坐标，通过内参数转换法分别计算获得所述亚像素匹配点在第一平面散斑图像上对应的物理坐标和在第二平面散斑图像上对应的物理坐标。

3.根据权利要求1所述的单相机极线校正方法，其特征在于，根据所述亚像素匹配点在第一平面散斑图像上对应的物理坐标和在第二平面散斑图像上对应的物理坐标，获得两者之间的映射矩阵包含：

计算第一平面散斑图像上的物理坐标与第二平面散斑图像上对应的物理坐标之间的映射矩阵；所述映射矩阵如下：

；

在上式中，H为映射矩阵，为标量，是齐次三维向量为对应投射器中心在相机参考系中的方向向量，也是齐次三维向量。

4.根据权利要求1所述的单相机极线校正方法，其特征在于，通过所述成像矩阵映射目标场景图像，获得极线校正后的图像还包含：

利用插值法计算目标场景图像上各亚像素点的灰度，将所述灰度赋予校正后的图像上对应像素点。

5.一种单相机极线校正装置，其特征在于，所述装置包含图像采集模块、匹配模块、构建模块、计算模块、分析模块和处理模块；

所述图像采集模块用于利用朝向相同且相对位置不变的相机和散斑投射器，采集不同距离下投射有散斑的平板图像，获得第一平面散斑图像和第二平面散斑图像；

所述匹配模块用于通过图像匹配算法匹配所述第一平面散斑图像和第二平面散斑图像，获得亚像素匹配点；

所述构建模块用于根据所述亚像素匹配点在第一平面散斑图像上对应的物理坐标和在第二平面散斑图像上对应的物理坐标，获得两者之间的映射矩阵；

所述计算模块用于根据所述映射矩阵获得投射器中心在相机参考系中的方向向量；

所述分析模块用于调节相机参考系的坐标轴方向，使水平轴方向与方向向量对齐，并更新相机的成像矩阵；

所述处理模块用于通过所述成像矩阵映射目标场景图像，获得极线校正后的图像。

6.根据权利要求5所述的单相机极线校正装置，其特征在于，所述构建模块包含：根据所述亚像素匹配点中每一组亚像素匹配点的像素坐标，通过内参数转换法分别计算获得所述亚像素匹配点在第一平面散斑图像上对应的物理坐标和在第二平面散斑图像上对应的物理坐标。

7.根据权利要求5所述的单相机极线校正装置，其特征在于，所述构建模块还包含：

计算第一平面散斑图像上的物理坐标与第二平面散斑图像上对应的物理坐标之间的映射矩阵；所述映射矩阵如下：

；

在上式中，H为映射矩阵，为标量，是齐次三维向量为对应投射器中心在相机参考系中的方向向量，也是齐次三维向量。

8.根据权利要求5所述的单相机极线校正装置，其特征在于，所述处理模块还包含：

利用插值法计算目标场景图像上各亚像素点的灰度，将所述灰度赋予校正后的图像上对应像素点。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。