基于坐标变换的完整成像映射方法

摘要

本发明涉及基于坐标变换的完整成像映射方法，其包括摄像机位姿找正和图像无畸变焦平面向后映射数学模型建立；所述摄像机位姿找正采用的是利用摄像机对检测平台上2D标定模板进行视觉位姿检测，获取摄像机光轴与检测平台的倾斜角度，以此为依据调整双自由度精确调整装置的俯仰角及偏转角，最终保证摄像机光轴垂直于检测平台；所述图像无畸变焦平面向后映射数学模型是建立在摄像机光轴垂直于检测平面时所采集的图像的基础之上。该映射方法构建的，是从投影平面到成像平面的坐标位置映射关系即向后映射法。本发明的映射方法构思简单、合理，其能逐个像素产生输出图像，不会产生计算浪费问题且便于高精度插值算法的应用。

主权项

一种基于坐标变换的完整成像的映射方法，其特征在于包括摄像机位姿找正，所述摄像机位姿找正是建立在摄像机借助于一个双自由度精确调整装置安装在测量平面上方，其包括以下步骤：1）摄像机对不同位姿的靶标平面拍摄多幅图像，由靶标上每个特征点与其图像上相应的像点之间的对应点关系应用平面标定法，进行优化搜索精确获取摄像机的内部参数；2）将靶标平放在测量平面上，以靶标平面作为XY平面设定世界坐标系{W₁}；3）再次利用摄像机对靶标平面成像，由靶标上特征点与其像点对应关系、已标定的摄像机内参根据小孔成像公式得出世界坐标系{W₁}相对于摄像机坐标系{C}位姿描述的齐次变换矩阵；对所述齐次变换矩阵进行欧拉角变换获得绕摄像机坐标系{C}固定轴x‑y‑z旋转的RPY角；4）待所测得的坐标系{C}相对于其自身的Y、Z两个轴依次旋转的相应角度小于设定阈值时，摄像机垂直找正完成；否则适当调整双自由度精确调整装置的俯仰及偏转角，返回步骤3）重新对标靶成像测量。