[发明专利]利用直线及圆的共轭直径的性质标定拋物折反射摄像机

摘要

本发明是利用利用直线及圆的共轭直径的性质标定拋物折反射摄像机的方法。首先，分别从3幅图像中提取靶标图像边缘点和其中一幅图像的镜面轮廓投影的边缘点，使用最小二乘法拟合获得镜面轮廓投影。在线像上取一个点，并求出对拓像点。像点关于线像的切线和对拓像点关于线像的切线的交点为一个消失点。在线像上取互异的两个点，获得两个消失点，两个消失点确定一条消失线。消失点关于线像的极线与消失线的交点与该消失点为一组正交消失点，三幅图像提供六组正交消失点。最后，利用正交消失点对绝对二次曲线像的约束求解摄像机内参数。

主权项

一种利用直线及圆的共轭直径的性质标定拋物折反射摄像机的方法，其特征在于由空间中的一条直线作为靶标；所述方法的具体步骤包括：首先，用抛物折反射摄像机从不同的位置拍摄3幅含直线的图像，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直线的图像；在线像上取一个点，并求出对拓像点，像点和对拓像点关于线像的切线的交点为一个消失点；在线像上取互异的两个点，获得两个消失点，两个消失点确定一条消失线；根据圆的共轭直径的性质，消失点关于线像的极线与消失线的交点与该消失点为一组正交消失点，三幅图像提供六组正交消失点；最后，利用正交消失点对绝对二次曲线像的约束求解摄像机内参数；(1)确定正交消失点在直线Q的投影大圆S1上任取两个点A1+,A2+，用A1‑,A2‑分别表示A1+,A2+关于单位视球的中心O对称的点，即对拓点；L1+,L2+为A1+,A2+关于投影圆S1的切线，L1‑,L2‑为A1‑,A2‑关于S1的切线，下标+表示见到，下标‑表示不见到；根据对拓点的定义，L1+//L1‑，L2+//L2‑，于是{L1+,L1‑},{L2+,L2‑}具有相同的无穷远点，这里用，表示L1+,L1‑上的无穷远点，用表示L2+,L2‑上的无穷远点；点所在的直线为无穷远直线点(i＝1,2)关于小圆S1的极线记为Hi，根据根据圆的共轭直径的性质，Hi⊥Li+，直线Hi与无穷远直线的交点为所以无穷远点为一组正交方向上无穷远点；用C1表示大圆S1的像；用ai+,ai‑,(i＝1,2)分别表示Ai+,Ai‑的像，则{ai+,ai‑}为一对对拓像点；记过点ai+(i＝1,2)关于二次曲线C1的切线为li+，过点ai‑关于二次曲线C1的切线为li‑，则根据射影变换的性质，直线li±为直线Li±的像，于是通过直线li+,li‑确定大圆S1所在平面的消失点di，即的像，下标±表示+和‑的简写，+表示见到，‑表示不见到；消失点d1和d2所在的直线为大圆S1所在平面的消失线l1，即的像；消失点di关于线像C1的极线为hi，即Hi的像，极线hi与消失线l1的交点为d'i，即的像，{di,d'i}为一组正交消失点。