[发明专利]一种线阵相机图像校正方法

说明书

本发明公开了一种线阵相机图像校正方法，已知圆弧目标半径R、圆弧圆心在世界物理坐标系XOY_w、相机靶面中心安装于圆弧中的坐标(X₀，Y₀)、相机轴线与XOY_w的X轴偏转角α、线阵相机横向像素代表距离d_u和相机焦距f，S1：求取线阵相机光轴与圆弧的交点；S2：遍历像素点，得到每个点在圆弧上的交点，再得到其弧度角；S3：根据具体点和中心点的相对弧度角差，得到每个点在弧度上与中心与圆弧交点的距离，作为点在展开图中的相对位置；S4：根据每个点与中心点的距离重构图像。根据圆弧与相机成像模型的相对位姿关系，恢复图像像素点在客观物理空间内的坐标，根据坐标进行图像重构，从而可获得反映圆弧路径上目标的真实相对信息。

技术领域

本发明涉及线阵相机图像校正技术领域，特别是一种线阵相机图像校正方法。

背景技术

在线阵相机工程应用中，通常遇见被拍摄物并非为平直面。特别是面向隧道这类圆形壁面应用时，线阵相机某时刻成像的图像线代表的其实是视野范围内的圆弧壁面的投影，为了实现整体拼接、目标尺寸测量等功能，需要将圆弧拍摄面的投影图像矫正为沿弧线展平的图像。

目前各类图像矫正方法均为将拍摄目标抽象为平直特性的透视变换方法，都没有专门针对圆弧面成像的线阵相机矫正方法。经过发明人长期研究，提出了一种线阵相机图像校正方法，针对已知相机与圆弧面相对位姿关系的条件下，矫正恢复圆弧图像展平的图像。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种线阵相机图像校正方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种线阵相机图像校正方法，已知圆弧目标半径R、圆弧圆心在世界物理坐标系XOY_w、相机靶面中心安装于圆弧中的坐标(X₀，Y₀)、相机轴线与XOY_w的X轴偏转角α、线阵相机横向像素代表距离d_u和相机焦距f，包括以下步骤：

S1：求取线阵相机光轴与圆弧的交点，后续的像素点都以与该点的距离来成图；

S2：从左至右遍历像素点，得到每个点在圆弧上的交点，再得到其弧度角；

S3：根据具体点和中心点的相对弧度角差，得到每个点在弧度上与中心与圆弧交点的距离，作为点在展开图中的相对位置；

S4：根据每个点与中心点的距离重构图像。

优选的，步骤S1中，还包括以下步骤：

S11：根据针孔成像原理，取线阵相机图像中第i条线的图像灰度构建一维向量

[G_i1，G_i2，G_i3，…，G_iN]；

其中，N为线阵相机横向像素数量；

S12：光轴直线l₀在XOY_w坐标系下的方程为：

Y＝tanα*x+y₀-x₀*tanα；

根据方程组，

得出l₀和圆弧交点(x_0w，y_0w)。

优选的，步骤S2中，求取圆弧交点(x_0w，y_0w)在圆弧中的弧度角θ₀，

优选的，步骤S3中，还包括以下步骤：