利用球像及极点—极线关系标定抛物折反射摄像机

发布时间：2020-05-09 16:51

【摘要】：中心折反射摄像机具有单一的有效视点和成像视野大等优点,因此在计算机视觉领域中显得尤为重要.本文通过分析空间球在抛物折反射摄像机下的成像特征,根据极点—极线、三正交消失点与绝对二次曲线的像的关系,提出三种新的算法标定抛物折反射摄像机.在抛物折反射摄像机下,空间球投影到单位视球上形成一对对拓小圆.这对对拓小圆相交于两对共轭虚点,由这两对共轭虚点确定过小圆圆心的对称轴和小圆所在平面的无穷远点.从而得到像平面上一组关于绝对二次曲线的像的极点—极线关系.在获得了一个无穷远点的基础上,取这对对拓小圆上的一对对拓点,可获得这对对拓小圆所在平面的另一个无穷远点,连接这两个无穷远点得到小圆所在平面的无穷远直线;根据二次曲线直径的定义和射影变换下的调和共轭关系,可获得这对对拓小圆的圆心和对称轴方向上的一个无穷远点.从而得到像平面上另一组关于绝对二次曲线的像的极点—极线关系.无穷远点与它关于二次曲线的极线方向上的无穷远点是一组正交方向上的无穷远点,且对称轴与无穷远直线是互相垂直的,从而得到像平面上一组三正交消失点.通过MATLAB R2016b平台,做了大量的仿真实验和真实实验来验证本文标定算法的可行性和有效性.
【图文】：

折反射,成像模型,空间点,视球

在中心折反射摄像机模型下，Ｇｅｙｅｒ和Ｄａｎｉｉｌｉｄｉｓ［９］证明了标定物的成像过程等逡逑价于在单位视球上的两步投影．在抛物折反射摄像机下，以单位视球球心0为投影逡逑中心建立世界坐标系０，以单位视球表面上的一点久为摄像机光心建立摄逡逑像机坐标系，其中－轴与ｘＨ．，邋轴平行，－轴与ｚｗ－轴重合，即成逡逑像平面与光轴００，．垂直交于丨：点ｐ邋．在抛物折反射摄像机下，空间点４的成像过程逡逑分为以下两步，，如图２．１所示：首先，空间中的点ｄ投影到以单位视球球心０为逡逑投影中心的单位视球上，形成两点次，称为一对对拓点．投影点Ａ的齐次坐标可逡逑用空间点＝逦｝；邋Ｚ，，，邋ｉｆ的坐标表示：逡逑６逡逑

二次曲线,极线,极点,二次曲线

命题３［３５］如果极点ｆｌ位于二次曲线Ｃ外，则过点ｆｌ作二次曲线Ｃ的两条切线，逡逑分别与二次曲线Ｃ交于６，ｃ两点，则直线６ｃ为极线，如图２．２邋（ｂ）所示．逡逑命题４［３５］如果极点ａ位于二次曲线Ｃ内，过点ａ作二次曲线Ｃ的两条割线，逡逑与二次曲线Ｃ？交于点设直线Ａｒｆ与直线ｃｅ相交于点／，直线如和直线0／逡逑相交于点则直线及为极线弋，如图２．２邋（ｃ）所示．逡逑
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN948.41

【参考文献】