基于球形投影模型的纯旋转摄像机自标定方法技术

一种基于球形投影模型的纯旋转摄像机自标定方法。针对针孔摄像机内参数的标定任务，本发明专利技术提出了一种新颖的基于球形投影模型的纯旋转自标定方法。首先构造了针孔摄像机的球形投影模型,之后分析了空间静止点对应的球面投影点之间的距离在摄像机纯旋转时不变；然后根据该性质构造了内参数的约束方程组；进而以非线性最小二乘算法求解该方程组。相比现有方法，本发明专利技术利用两幅图像上对应的点特征即可得到内参数，因而无需复杂的矩阵数值运算，并且仅需两幅图像上的4个匹配点即可完成对摄像机4个内参数的标定，且均适用于在线与离线标定。仿真与实验结果表明，本发明专利技术简单实用并且标定精度高，且对图像噪声与平移噪声具有很好的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机视觉与摄像机标定的
，特别是涉及一种。
技术介绍
摄像机内参数的标定是指将其获得的过程，它是计算机视觉方面的经典问题之一，同时也是基于视觉反馈的控制系统的一项重要技术。摄像机的标定方法大致可分为传统标定法与自标定法。传统的标定法以Tsai的三维标定块标定法以及张正友的平面标定法为代表，传统方法标定精度高，然而均为离线方法且需要精确度高的标定块等装置。自标定方法由Faugeras提出，是指不需标定块等装置，仅通过图像点间的对应关系来进行标定的过程。Faugeras在文献中提出了利用Kruppa约束方程对内参 数进行求解，考虑到Kruppa方程难以求解且不稳定情况,诸如Pollefeys模约束等分层逐步方法被提出，但这些方法仍存在计算复杂等问题。对于做特殊运动的摄像机，自标定算法的复杂度会降低且往往能获得线性解。对于其特殊运动的研究，集中在了纯旋转等方面。Hartley在文献中提出了经典的基于纯旋转的自标定法，然而该方法需要至少3幅图像间的点对应；Wang等针对基于单应矩阵(Homography)的纯旋转自标定方法,从理论上分析了微小平移所造成的标定误差 ;Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于球形投影模型的纯旋转摄像机自标定方法，其特征在于该方法包括：第1，构造针孔摄像机的球形投影模型定义Pi，Pj分别表示第i，j个空间点；像素坐标系的横坐标轴与纵坐标轴分别以u，v表示；以表示摄像机坐标系，其中的原点在摄像机光心位置，的z轴与摄像机光轴重合，x轴方向与u轴方向相同，y轴方向与v轴方向相同；f为摄像机焦距，f的单位为米；cpi，cpj表示点Pi，Pj对应的图像像素点在下的位置；表示以的原点为球心的单位虚拟球面；si，sj分别为cpi，cpj对应在上的投影点，称其为球面投影点；对于作纯旋转运动的摄像机，与分别表示摄像机在参考位姿处与经过纯旋转运动后的坐标系；si，sj与si′，...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方勇纯，李宝全，张雪波，刘开征，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：