[发明专利]利用单个球及正交消失点标定拋物折反射摄像机的方法

摘要

本发明是一种利用单个球及正交消失点标定拋物折反射摄像机的方法，其特征在于仅利用球元素。首先，从该幅图像中提取镜面轮廓投影的边缘点和靶标图像边缘点，使用最小二乘法拟合获得镜面轮廓投影和球像的投影。其次，根据像点和其对拓像点的关系获得对拓像点，从而拟合出球像的对拓球像。在球像上取互异的两个点，并求出两个点的对拓像点。上述两组对拓像点提供一组正交方向消失点。在球像上取六组互异的两个点，得到六组正交方向消失点。最后，利用正交方向消失点对摄像机内参数的约束求解摄像机内参数。在求解的过程中，使用抛物折反射摄像机拍摄靶标的1幅图像线性求解出抛物折反射摄像机的5个内参数。

主权项

一种利用单个球及正交消失点标定拋物折反射摄像机的方法，其特征在于由空间中的一个球作为靶标，所述方法的具体步骤包括：首先，用抛物折反射摄像机拍摄1幅含有球的图像，从该幅图像中提取镜面轮廓投影的边缘点和靶标图像边缘点，使用最小二乘法拟合获得镜面轮廓投影和球的图像；其次，根据球的像点和其对拓像点的关系获得对拓像点，从而得到球像的对拓球像，在球像上取互异的两个点，并求得对拓像点；上述两组对拓像点提供一组正交方向消失点，在球像上取六组互异的两个点，得到六组正交方向消失点；最后，利用正交方向消失点对绝对二次曲线像的约束求解摄像机内参数；（1）确定正交消失点在球在单位视球上的投影小圆上取六组互异的两个点和，其中下标，用和分别表示和关于单位视球的球心的对称点，即对拓点，则点和在关于单位视球的球心的对称圆，即对拓圆上；线段和线段为视球的两条直径，它们的交点为视球的中心；由圆的性质，四个点依次连接构成一个矩形，记平面为矩形所在平面，直线为两点所在的直线，直线为两点所在的直线，直线为两点所在的直线，直线为两点所在的直线；，于是和具有相同的无穷远点，这里用表示上的无穷远点；，于是和具有相同的无穷远点，这里用表示上的无穷远点；通过其中，确定平面上的两个正交方向无穷远点；用分别表示的像，则和为两对对拓像点；记过两点的直线为，过两点的直线为，过两点的直线为，过两点的直线为，直线交点记为，直线交点记为，则根据射影变换的性质，直线为直线的像，下标；点为的像，下标；于是通过直线和确定平面的像上的一组正交消失点。