【技术实现步骤摘要】
利用空间中球像及帕斯卡定理标定针孔摄像机的方法
本专利技术属于计算机视觉领域，涉及一种利用空间中球像及帕斯卡定理求解针孔摄像机内参数的方法。
技术介绍
计算机视觉的中心任务就是对图像进行理解，而它的最终目标是使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力。这种能力将不仅使机器能感知包括形状、姿态、运动等在内的三维环境中物体的几何信息，而且能对它们进行描述、存储、识别与理解。摄像机标定就是确定从三维空间点到它的二维图像点之间的映射关系，它是许多计算机视觉应用必不可少的步骤。为了确定这一映射过程，需要建立摄像机的几何成像模型，几何模型的参数称为摄像机参数，摄像机参数可分为内参数和外参数两类。内参数描述成像系统的成像几何特性，外参数描述成像系统关于世界坐标系的方向和位置。摄像机标定可分为传统标定、自标定和基于几何实体的标定。无论哪种标定方法，都旨在建立二维图像与摄像机内参数之间的约束关系，特别是线性约束关系，这是目前摄像机标定所追求的目标，也是目前计算机视觉领域研究的热点之一。针孔摄像机成像模型简单，制作方便，不需要一些特殊的镜面，是全景视觉领域研究的热点之一。文献“A...
【技术保护点】
1.一种利用空间中球像及帕斯卡定理标定针孔摄像机的方法，其特征在于由空间中的单个球作为靶标；所述方法的具体步骤包括：首先，分别从3幅图像中提取靶标图像边缘点的像素坐标，使用最小二乘法拟合获得球像方程；在获得球像方程的基础上，在球像上任取三个点，根据帕斯卡定理及其推论获得关于圆环点的像的非线性方程，同时圆环点的像也位于球像上，从而联立方程获得关于圆环点的像的非线性方程组；然后，利用牛顿迭代法求解方程组从而获得圆环点的像，三幅图像提供三组圆环点的像；最后，利用圆环点的像对绝对二次曲线像的约束求解摄像机内参数；(1)得到关于圆环点的像的方程组空间中的球Q在针孔摄像机下的成像过程等...
【技术特征摘要】
1.一种利用空间中球像及帕斯卡定理标定针孔摄像机的方法，其特征在于由空间中的单个球作为靶标；所述方法的具体步骤包括：首先，分别从3幅图像中提取靶标图像边缘点的像素坐标，使用最小二乘法拟合获得球像方程；在获得球像方程的基础上，在球像上任取三个点，根据帕斯卡定理及其推论获得关于圆环点的像的非线性方程，同时圆环点的像也位于球像上，从而联立方程获得关于圆环点的像的非线性方程组；然后，利用牛顿迭代法求解方程组从而获得圆环点的像，三幅图像提供三组圆环点的像；最后，利用圆环点的像对绝对二次曲线像的约束求解摄像机内参数；(1)得到关于圆环点的像的方程组空间中的球Q在针孔摄像机下的成像过程等价于过摄像机光心为顶点的射线锥与球Q表面相切的成像过程，其中与球Q相切形成圆C1，即包含其所在的平面为π与球Q相截，并且在像平面π′上的球像c与投影圆C1所成的像是射影等价；若令以Oc为光心的摄像机的内参数矩阵为其中rc是纵横比，fc是有效焦距，s是倾斜因子，[u0v01]T是摄像机主点o1的齐次坐标矩阵形式，其中rc,fc,u0,v0,s为摄像机的5个内参数；根据3幅靶标图像边缘点的像素坐标，通过最小二乘法拟合得到相应的二次曲线方程；这里用cn分别表示第n(n＝1,2,3)幅图像中的球像的系数矩阵；本文为了简化表述，用相同字母表示曲线和...
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