一种基于切线法的椭圆构像偏差估计方法技术

本发明专利技术公开一种基于切线法的椭圆构像偏差估计方法，包括如下步骤：S101、构造圆平面与像平面的公垂面与旋转轴；S102、获取所述公垂面绕所述旋转轴的两个极限旋转角及其对应的圆上两点；S103、根据所述圆上两点计算出椭圆的两切点，所述两切点的中点为椭圆中心，计算所述椭圆中心与圆心在像平面上的投影之差即椭圆构像偏差。本发明专利技术优点如下：一、仅使用世界坐标系与摄像机坐标系，避免了涉及多个坐标系之间的坐标转换，提高了方法的简洁性与精确性。二、计算的速度与精度取决于旋转角度函数的极值计算速度与精度，根据实际应用场合的不同，可以通过调整函数极值的计算方法满足不同的精度、速度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于切线法的椭圆构像偏差估计方法
本专利技术涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种基于切线法的椭圆构像偏差估计方法。
技术介绍
圆经过透视投影，当成像平面与圆平面不平行时投影为椭圆，然而投影椭圆的中心并非圆心在像平面上的投影，两者的偏差称为椭圆构像偏差。由于圆形标志在摄像机标定中常被用到，而现有的标志点识别算法常将椭圆中心近似作为圆的中心进行计算，在进行高精密度的光学测量时，该近似过程所引入的误差不能被忽略。文献“Ontheaccuracyofvideometry”(LenzRandFritschD.InternationalArchivesofPhotogrammetryandRemoteSensing,vol.27(B5),pp.334-345,1984.)第一次提出当圆形特征尺寸较大，与摄像机距离过近时，椭圆构像的偏心误差会对测量的精确度造成影响。文献“SystematicGeometricImageMeasurementErrorsofCircularObjectTargets:MathematicalFormulationandCorrection”(AhnSJ,Warnec本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于切线法的椭圆构像偏差估计方法，其特征在于，包括如下步骤：S101、构造圆平面与像平面的公垂面与旋转轴；S102、获取所述公垂面绕所述旋转轴的两个极限旋转角即最大旋转角和最小旋转角以及所述最大旋转角和最小旋转角对应的圆上两点；S103、根据所述圆上两点计算出椭圆的两切点，所述两切点的中点为椭圆中心，计算所述椭圆中心与圆心在像平面上的投影之差即椭圆构像偏差。

【技术特征摘要】
1.一种基于切线法的椭圆构像偏差估计方法，其特征在于，包括如下步骤：S101、构造圆平面与像平面的公垂面与旋转轴；S102、获取所述公垂面绕所述旋转轴的两个极限旋转角即最大旋转角和最小旋转角以及所述最大旋转角和最小旋转角对应的圆上两点；S103、根据所述圆上两点计算出椭圆的两切点，所述两切点的中点为椭圆中心，计算所述椭圆中心与圆心在像平面上的投影之差即椭圆构像偏差。2.根据权利要求1所述的基于切线法的椭圆构像偏差估计方法，其特征在于，所述步骤S101包括：S1011、构造世界坐标系OXYZ与摄像机坐标系O'X'Y'Z'：以圆平面为XY平面建立世界坐标系OXYZ，以光心为摄像机坐标系原点O'，光轴为z轴建立摄像机坐标系O'X'Y'Z'；S1012、构造与圆平面Po和像平面PI垂直且通过光心O'的平面π即公垂面π，在摄像机坐标系O'X'Y'Z'下，垂直圆平面Po的光线方向是旋转矩阵R的第三列r3，像平面PI的垂直矢量为z轴方向[001]T，由公式(10)获得圆平面与像平面的公垂面π的法线n的方向：S1013、构造旋转轴Iimg：旋转轴Iimg的特点是通过光心O'且方向为平面π与像平面PI的交线方向，由公式(11)获得交线方向：当公垂面π绕旋转轴Iimg旋转θ时，由公式(12)得出公垂面π与像平面PI的交线移动距离d：d＝Io·tanθ(3)其中，Io为光心到像平面的距离，当公垂面π绕旋转轴旋转形成旋转平面族时，其与像平面PI的交线为平行线族。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，沈毅君，朱利民，
申请(专利权)人：华中科技大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32