[发明专利]一种面阵相机与结构光相机采集图像配准方法

说明书

本发明公开了一种面阵相机与光结构相机采集图像配准方法，通过同步采集面阵图像和线扫描图像，应用面阵图像的横纵向像素代表距离稳定的特点，以面阵相机的首行、末行与线扫描图像的具体行进行像素融合，进而进行缩放至同意像素代表距离图像，实现面阵图像和线扫描图像像素的一一对应。实现一一对应的工程价值：1)面阵相机采用彩色成像、线扫描相机采用结构光深度成像时，可以为深度图像各像素进行色彩渲染，获得真彩色三维模型；2)对于配准后的面阵图像、线扫描图像对，可以利用面阵相机成像无错位、扭曲特性，对线扫描图像结合特征匹配等方法进行归位校正，从而消除因线扫描相机行进路径不平直导致的目标扭曲现象。

技术领域

本发明涉及视觉传感器领域，特别是涉及一种面阵相机与光结构相机采集图像配准方法。

背景技术

目前常规的视觉传感器主要包括面扫描和线扫描两种类型，其中面扫描型相机因为能一次整体成像，图像的像素代表距离、畸变等参数稳定，可以准确进行尺寸等测量，线扫描型相机一般为结构光相机，可以逐行成像，适合用在连续成像场景，横向的像素代表距离、畸变等参数稳定，但是纵向参数受触发脉冲的影响，需要进行横纵比调整后方可以实现测量功能。同时捕获的面扫描型相机和结构光相机因成像机理的差异导致原始图像数据无一一对应关系，而多元数据融合需两类图像在像素级一一对应，需简易可靠且高精度的配准方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种面阵相机与结构光相机采集图像配准方法，具有可以准确对应面阵图像与结构光图像像素，提高配准可靠性的优点。

本发明的技术方案是：

一种面阵相机与结构光相机采集图像配准方法，包括如下步骤：

S1、在同样位置同时使用面阵相机与结构光相机采集图像；

S2、定义面阵相机采集的图像横纵向分辨率为s₁、图片尺寸为h₁×w₁，定义结构光相机的图像为每张J行，每张的横向像素为w₂，横向分辨率为s₂；

S3、获取第i张面阵相机图像视野区域对应的结构光相机图像；

S4、对相互对应的面阵相机图像与光结构相机图像进行像素融合，像素融合包括结构光图像缩放处理和图像切割处理，像素融合后即完成配准；

所述缩放处理参数如下：

纵向缩放比例参数为：

横向缩放比例参数为：

配准结构光图像尺寸变为：

所述图像切割处理公式如下：

1)当时，对结构光配准图像进行两边对称切割成图像宽度为w₁；

2)当时，对面阵图像进行两边对称切割成图像宽度为

3)当时，对面阵图像和结构光配准图像均不做处理；

则面阵相机与其对应的结构光图像以图像中心实现像素一一对应；

N为编码器单脉冲代表距离，表示编码器输出1个脉冲车辆实际前进的距离。

所述S3中，第i张面阵相机的首行图像对应结构光相机的图像序号为行号为为向上取整符号，rem()为取余符号，第i张面阵相机的末行图像对应结构光相机图像序号为行号为将面阵相机图像首行与末行对应的结构光相机图像行之间的各行数据按照增序生成图像，获得第i张面阵相机图像对应的结构光相机图像；

其中J为单张光结构相机图像行数，D为结构光相机拍摄区域相对面阵相机视野中心滞后距离。