【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于相机校正领域，特别是涉及一种深度距离校正方法以及镜头畸变校正与深度误差检测方法。
技术介绍
1、深度相机的tof(time of flight，飞行时间技术)模组利用时间差计算深度距离,原理为传感器发出经调制的近红外光，通过计算光线发射和反射时间差来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息，计算时间差的方式为电容储存的时间差,因电容本身为物理元件,不同电容的参数会存在一定的差别，因此需要对此进行校正。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种深度距离校正方法以及镜头畸变校正与深度误差检测方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种深度距离校正方法，包括以下步骤：
4、s100、使待测深度相机获取原始图像；
5、s200、计算原始图像中各像素的相位角θd；
6、s300、在频域上对相位角θd进行优化，得到优化相位角θd'；
7、s400、将优化相位角θd'转化为对应的优化深度距离h'；
8、s500、对优化深度距离h'进行校正，得到校正深度距离hd。
9、进一步的，所述待测深度相机具有itof模组，所述itof模组具有光发射端和光接收端；
10、在所述s100步骤中，所述待测深度相机通过校正设备获取原始图像；其中，所述校正设备包括光波导、输入光耦合器和输出光耦合器，所述光波导设置有进光端和出光端，所述
11、进一步的，所述输入光耦合器和输出光耦合器采用偏振、光柵衍射或全像的耦合方式；所述光源发射的光信号进入光波导的入射角满足斯涅尔定律。
12、进一步的，在所述s100步骤中，所述itof模组在获取原始图像时采用四相位延迟的深度距离计算方法进行四次测量，每次测量时光源发射光脉冲的相位改变90度，每个像素分别得到四次测量的结果c0、c90、c180、c270；其中，c0表示第一次测量的结果，c90表示第二次测量的结果，c180表示第三次测量的结果，c270表示第四次测量的结果；
13、在所述s200步骤中，根据itof模组四次测量的结果计算各像素的相位角θd；计算相位角θd的公式为：
14、
15、进一步的，所述s300步骤包括以下子步骤：
16、步骤310、预先设置两组振幅模型(θd'，θcs)，第一组振幅模型为主角度θd',第二组振幅模型为散射角度θcs；确定距离方程式为
17、其中，k表示振幅模型的组号，k＝1,2；
18、步骤320、以s200步骤中计算出的各像素的相位角θd作为采样数据序列y(n)的元素，其中，n＝0,1,2,…,n-1；n表示像素的个数；将采样数据序列y(n)以矩阵长度为l的hankel矩阵表示为
19、
20、步骤330、定义矩阵长度为(l-1)的矩阵[y1]和矩阵[y2],其中：
21、
22、
23、步骤340、将矩阵[y1]和矩阵[y2]代入公式[y2]-λ[y1]＝0，对特征值矩阵λ进行求解,其中，特征值矩阵λ为一维矩阵；
24、步骤350、利用最小平方法对特征值矩阵λ进行求解,求得系数矩阵[x]如下：
25、
26、其中，λ1和λ2为特征值系数；
27、步骤360、利用系数矩阵[x]计算出振幅值ak与相位角θk，公式如下：
28、ak＝|λk|；
29、
30、步骤360、比较a1和a2，如果a1＞a2，θd'＝θ1；否则，θd'＝θ2。
31、进一步的，所述步骤340包括以下子步骤：
32、步骤341、提出矩阵[y1]和矩阵[y2]相同的部分，将矩阵[y1]和矩阵[y2]简化得到：[y1]＝[z1][r][z0][z2]，[y2]＝[z1][r][z2]
33、其中，
34、[z0]＝diag[z1，z2，……，zm]；[r]＝diag[r1，r2，……，rm]；diag[]为对角矩阵；
35、步骤342、将[y1]＝[z1][r][z0][z2]、[y2]＝[z1][r][z2]代入[y2]-λ[y1]＝0，并化简得到：[z1][r]{[z0]-λ[i]}[z2]＝0；其中，[i]为单位矩阵；
36、步骤343、计算矩阵[y1]的伪矩阵pinv([y1])＝([y1]t[y1])-1[y1]t，并采用奇异值分解的方法求解pinv([y1])[y2],得到特征值矩阵λ。
37、进一步的，在所述s400步骤中，将优化相位角θd'转化为对应的优化深度值h'的公式为：
38、
39、其中，h0表示待测深度相机的itof模组的最大工作距离。
40、进一步的，在所述s500步骤中，对优化深度距离h'进行校正得到校正深度距离hd的方法包括以下子步骤：
41、s510、计算深度误差参数δh；计算公式为
42、δh＝h-avg(h')
43、其中，h表示光路径的真实长度；avg(h')表示各像素的优化深度距离h'的平均值；
44、s520、计算各像素的校正深度距离hd；计算公式为
45、hd＝h'+δh。
46、一种镜头畸变校正与深度误差检测方法，包括以下步骤：
47、s910、待测深度相机获取棋盘格标板的原始图像，并根据原始图像得到强度影像；
48、s920、根据强度影像进行畸变校正,得到相机内部参数；
49、s930、采用深度距离校正方法得到各像素的校正深度距离hd；
50、s940、根据畸变校正得到的相机内部参数分别将各像素的校正深度距离hd投影至三维空间，得到各像素的三维距离校正值；
51、s950、计算光路径的真实长度与三维距离校正值的差值作为深度误差，如果待测深度相机各像素的深度误差均在预定范围之内，则为良品；否则，为不良品。
52、进一步的，所述相机内部参数包括fx、fy、cx、cy、k1、k2、k3、p1、p2。其中，(fx，fy)为焦距；(cx，cy)为像素中心坐标；k1、k2、k3为径向畸变系数；p1、p2为切向畸变系数；
53、在所述s940步骤中，采用以下公式计算校正深度距离hd投影至三维空间后的坐标：
54、
55、其中，(u,v)表示成像平面的相机像素坐标；(xc,yc,zc)表示空间三维坐标；s表示尺度因子。
56、本专利技术中，通过计算原始图像中各像素的相位角，并先在频域上对相位角本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种深度距离校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的深度距离校正方法，其特征在于：所述待测深度相机具有iToF模组，所述iToF模组具有光发射端和光接收端；
3.如权利要求2所述的深度距离校正方法，其特征在于：所述输入光耦合器和输出光耦合器采用偏振、光柵衍射或全像的耦合方式；所述光源发射的光信号进入光波导的入射角满足斯涅尔定律。
4.如权利要求2所述的深度距离校正方法，其特征在于：在所述S100步骤中，所述iToF模组在获取原始图像时采用四相位延迟的深度距离计算方法进行四次测量，每次测量时光源发射光脉冲的相位改变90度，每个像素分别得到四次测量的结果C0、C90、C180、C270；其中，C0表示第一次测量的结果，C90表示第二次测量的结果，C180表示第三次测量的结果，C270表示第四次测量的结果；
5.如权利要求2所述的深度距离校正方法，其特征在于，所述S300步骤包括以下子步骤：
6.如权利要求5所述的深度距离校正方法，其特征在于，所述步骤340包括以下子步骤：
7.如权利要求2
8.如权利要求2所述的深度距离校正方法，其特征在于,在所述S500步骤中，对优化深度距离H'进行校正得到校正深度距离Hd的方法包括以下子步骤：
9.一种镜头畸变校正与深度误差检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的镜头畸变校正与深度误差检测方法，其特征在于：所述相机内部参数包括fx、fy、cx、cy、k1、k2、k3、p1、p2。其中，(fx，fy)为焦距；(cx，cy)为像素中心坐标；k1、k2、k3为径向畸变系数；p1、p2为切向畸变系数；
...【技术特征摘要】
1.一种深度距离校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的深度距离校正方法，其特征在于：所述待测深度相机具有itof模组，所述itof模组具有光发射端和光接收端；
3.如权利要求2所述的深度距离校正方法，其特征在于：所述输入光耦合器和输出光耦合器采用偏振、光柵衍射或全像的耦合方式；所述光源发射的光信号进入光波导的入射角满足斯涅尔定律。
4.如权利要求2所述的深度距离校正方法，其特征在于：在所述s100步骤中，所述itof模组在获取原始图像时采用四相位延迟的深度距离计算方法进行四次测量，每次测量时光源发射光脉冲的相位改变90度，每个像素分别得到四次测量的结果c0、c90、c180、c270；其中，c0表示第一次测量的结果，c90表示第二次测量的结果，c180表示第三次测量的结果，c270表示第四次测量的结果；
5.如权利要求2所述的深...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴峻豪，林宽德，林昌盛，
申请(专利权)人：盛泰光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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