基于球面镜头图像采集方法、系统、装置及可读存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108596826A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201711483302.9(22)申请日2017.12.29(71)申请人广东工业大学地址510006广东省广州市番禺区大学城外环西路100号(72)发明人张广驰张振华崔苗林凡(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人罗满(51)Int.Cl.G06T3/00(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图1页(54)发明名称基于球面镜头图像采集方法、系统、装置及可读存储介质(57)摘要本申请公开了一种基于球面镜头图像采集方法、系统、装置及计算机可读存储介质，包括：获取特征数据平面图，利用图像转换矩阵，将特征数据平面图转换为数据平面图；其中，图像转换矩阵的生成过程包括：利用旋转矩阵、平移矩阵、目标实际位置坐标、目标数据平面坐标、目标特征数据平面坐标和光轴空间距离，求解出图像转换矩阵。本申请采集到产生畸变的特征数据平面图后，利用预先通过目标实际位置坐标、目标数据平面坐标和目标特征数据平面坐标计算出的图像转换矩阵，通过像素的转换，将特征数据平面图转换为无畸变数据平面图，保留了图像中物体的原貌，对特征数据平面图进行主动补偿，弥补畸变产生的误差。CN108596826ACN108596826A权利要求书1/4页1.一种基于球面镜头图像采集方法，其特征在于，包括：获取特征数据平面图，利用图像转换矩阵，将所述特征数据平面图转换为数据平面图；其中，所述图像转换矩阵的生成过程包括：获取目标实际位置坐标、目标数据平面坐标和目标特征数据平面坐标，利用所述目标数据平面坐标，计算出相应的光轴空间距离，利用旋转矩阵、平移矩阵、所述目标实际位置坐标、所述目标数据平面坐标、所述目标特征数据平面坐标和所述光轴空间距离，求解出所述图像转换矩阵。2.根据权利要求1所述的基于球面镜头图像采集方法，其特征在于，所述利用图像转换矩阵，将所述特征数据平面图转换为数据平面图的过程，包括：将所述特征数据平面图的特征数据平面坐标代入所述图像转换矩阵，生成所述数据平面图的数据平面坐标，得到所述数据平面图；其中，所述图像转换矩阵为：Xn"＝aNXn'；式中，Xn"表示所述特征数据平面图中数据平面坐标，aN表示所述图像转换矩阵中与数据平面坐标对应的图像转换参数，Xn'表示所述数据平面图中数据平面坐标。3.根据权利要求1所述的基于球面镜头图像采集方法，其特征在于，所述利用旋转矩阵、平移矩阵、所述目标实际位置坐标、所述目标数据平面坐标、所述目标特征数据平面坐标和所述光轴空间距离，求解出所述图像转换矩阵的过程，包括：利用所述旋转矩阵、所述平移矩阵、所述目标实际位置坐标、所述目标数据平面坐标、所述目标特征数据平面坐标和所述光轴空间距离，代入图像转换公式，对所述图像转换公式进行变换，得到显性特征参数矩阵和坐标参数矩阵；利用所述显性特征参数矩阵和所述坐标参数矩阵，计算出显性特征参数；利用所述显性特征参数、所述目标实际位置坐标、所述目标实际位置坐标和所述目标数据平面坐标，计算出所述图像转换矩阵；其中，所述图像转换公式为：T所述显性特征参数矩阵为：F＝[t11t12t21t22r1r2]；所述坐标参数矩阵为：式中，λn表示深度因子，sn表示所述目标实际位置坐标与所述目标数据平面坐标之间的向量，f(ρn)表示匹配误差函数，Sn表示所述目标实际位置坐标投影到所述特征数据平面坐标的投影系数矩阵，Xn表示所述目标实际位置坐标，rn表示平移矩阵，F表示所述显性特征参数矩阵，G表示所述坐标参数矩阵，xn'和yn'表示所述目标数据平面坐标，xn和yn表示所述目标实际位置坐标，[t1n,t2n,t3n]表示旋转矩阵。2CN108596826A权利要求书2/4页4.根据权利要求3所述的基于球面镜头图像采集方法，其特征在于，所述对所述图像转换公式进行变换，得到显性特征参数矩阵和坐标参数矩阵的过程，包括：对所述图像转换公式进行等式变换，在所述图像转换公式两边乘以sn，消除所述深度因子，得到图像转换变换公式，将所述图像转换变换公式展开，得到第一方程、第二方程和第三方程，对所述第一方程、所述第二方程和所述第三方程进行整合，得到所述显性特征参数矩阵和所述坐标参数矩阵；其中，所述图像转换变换公式为：所述第一方程为：xn'·(t31xn+t32yn+r3)-f(ρn)(t21xn+t22yn+r2)＝0；所述第二方程为：f(ρn)·(t11xn+t12yn+r1)-yn'(t31xn+t32yn+r3)＝0；所述第三方程为：xn'·(t21xn+t22yn+r2)-yn'(t11xn+t12yn+r1)＝0。5.根据权利要求4所述的基于球面镜头图像采集方法，