【技术实现步骤摘要】
一种双远心镜头的简化成像模型及其标定方法
[0001]本专利技术本专利技术属于计算机视觉领域,具体涉及一种双远心镜头的简化成像模型及其标定方法。
技术介绍
[0002]立体视觉在非接触式三维测量中起着至关重要的作用。非接触式三维测量使用两台相机或多视图来实现视觉合成、地形测量、变形检测等应用。在对精度要求较高的小物体的三维测量中,需要减小镜头的工作距离,以达到小视场和大数值孔径的目的。远心透镜经常用于基于视觉图像的测量应用。它们可以为小视场测量提供光路。远心特性确保在有效景深范围内,该镜头提供固定尺寸、更高分辨率和更低失真的成像。这些特性对显微视场下的三维测量具有重要意义。
[0003]为了方便地利用Schiempflug条件来提高多视点三维传感的成像质量,通过建立物体的三维坐标点与相机传感器之间的直接映射关系。基于镜头的成像模型中,Schiempflug表示为主体平面、镜头片面和影像平面相交于一条直线。传统方法,利用这个定律,可以通过安装一个倾斜传感器来倾斜透镜前面的物体表面,从而显著地扩展清晰成像区域的轴向分布。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于在Schiempflug条件下实现双远心镜头的标定,本专利技术提出了一个双远心镜头简化的成像模型,并提出了不需要求解旋转和倾斜角度的标定方法。
[0005]本专利技术的技术方案如下:一种双远心镜头的简化成像模型及其标定方法,步骤如下:步骤一:建立Schiempflug双远心相机的成像模型的简化成像模型;步骤二:求解单应性矩阵左 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双远心镜头的简化成像模型及其标定方法,其特征在于,步骤如下:步骤一:建立Schiempflug双远心相机的成像模型的简化成像模型;步骤二:求解单应性矩阵左上角2
×
2数值,根据外参单位正交性建立内参方程组,非线性优化求解内参方程组;步骤三:结合单应性矩阵求解外参,排除外参歧义性。2.根据权利要求1所述的双远心镜头的简化成像模型及其标定方法,其特征在于,步骤一中,Schiempflug双远心相机的成像模型为:通过在理想双远心相机成像模型中添加一个旋转矩阵,可将倾斜的传感器成像坐标与理想的非倾斜成像坐标关联起来。最终在理想远心成像模型中,图像点q(u,v)与目标点P(x,y,z)的最终关系为:H=A
m
R
t
是新的单应矩阵,式(1)的A
m
中存在一个偏移量(u0,v0),直接把相机坐标系的原点O
C
设置为像素坐标的原点(u,v)。3.根据权利要求2所述的双远心镜头的简化成像模型及其标定方法,其特征在于,步骤一中,简化成像模型为:在固有参数标定过程中不考虑镜头畸变,(u0,v0)可以设置为任意值,将传感器的第一个像素作为(u0,v0),通过传感器平面П绕其第一个像素旋转两个角度α和β,得到垂直平面П
p
,镜头的本征矩阵变成:t
x
和t
y
改变以符合新O
C
,成像模型变成:4.根据权利要求1所述的双远心镜头的简化成像模型及其标定方法,其特征在于,步骤二具体为:标定板以特定姿势放置,获取标定图案后,利用椭圆拟合函数提取N个圆标记点的中心坐标,提取的中心坐标记为p
c
:p
c1
(u
c1
,v
c1
),p
c2
(u
c2
,v
c2
),
…
,p
cN
(u
cN
,v
cN
),相应地每次标定姿势的世界坐标系由其特征点确定,这些特征点的三维坐标分布为P
c
:P
c1
(x
c1
,y
c1
,0),P
c2
(x
c2
,y
c2
,0),
…
,P
cN
(x
cN
,y
cN
,0),每个点的z
c
为0,因此P
c
被缩...
【专利技术属性】
技术研发人员:左超,张晓磊,沈德同,
申请(专利权)人:南京理工大学智能计算成像研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:
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