一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法与流程

技术特征：
1.一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，至少包括：第一次畸变矫正，通过冗余摄像头获取垂直于地面的预设靶图成像后的畸变图像，利用光学畸变参数映射表对畸变图像进行第一畸变矫正后获取第一畸变矫正图像；第二次畸变矫正，建立差异矫正平面坐标系，分别获取预设靶图的特征点在第一畸变矫正图像的对应的第一坐标点以及在差异矫正平面对应的第一坐标点，利用透视变换，求解单应性矩阵h
da
pos，利用单应性矩阵h
da
pos进行反变化对第一畸变的图像进行第二次畸变矫正。2.如权利要求1所述的一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，在第二次畸变矫正中，获取单应性矩阵h
da
pos并利用反透视变换将建立差异矫正平面对应的所有第一坐标点在第一畸变矫正图像对应第二坐标点，获取第二坐标点在第一畸变矫正图像对应的像素值，并将像素值赋值给第一坐标点。3.如权利要求1所述的一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，在差异矫正平面坐标系，预设靶图的特征点(t
xn
，t
yn
)在差异矫正平面对应的第一坐标(r
xn
，r
yn
)的映射函数为：r
xn
＝t
xn
×
sc ofst
x
r
yn
＝t
yn
×
sc ofst
y
其中，sc为平面坐标尺度变换因子，ofst
x
和ofst
y
分别为水平和垂直像素偏移量。4.如权利要求1所述的一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，第二次畸变矫正还包括：步骤s101，通过冗余摄像头获取垂直于地面的预设靶图，获取预设靶图中多个特征点在靶图平面的实际物理坐标(t
xn
，t
yn
)；步骤s102，根据实际物理坐标(t
xn
，t
yn
)，求解经过畸变校正后实际拍摄面u中与实际物理坐标(t
xn
，t
yn
)相对应的特征点的像素坐标(resp
xn
，resp
yn
)；步骤s103，建立差异矫正平面坐标系，求解与靶图中多个特征点的坐标映射到差异矫正平面坐标系下相对应的特征点坐标(r
xn
，r
yn
)；步骤s104，根据透视变换，求解(r
xn
，r
yn
)至(resp
xn
，resp
yn
)的单应性矩阵h
da
pos：透视变换：h
da
pos：其中，h1、h2、h3、h4、h5、h6、h7、h8代表矩阵中的元素值；步骤s105，再次利用透视变换，将差异矫正图像所有像素坐标(r
xi
，r
yi
)替换(r
xn
，r
yn
)，利用步骤s104中求出的h
da
pos，计算出对应的畸变矫正后图像的对应坐标(resp
xi
，resp
yi
)。5.如权利要求1所述的一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，其
中，第一次畸变矫正包括：步骤s1，获取车载以太网摄像头的光学畸变参数，光学畸变参数包括摄像头镜头指定cmos芯片条件下的实验模组进行实际实验环境图像采集的离散视场角度θ与其对应像高γ的映射表；步骤s2，根据小孔成像原理，建立实际拍摄平面u各个像素点对应到成像面i上鱼眼图像的各个点的空间坐标关系，建立离散视场角度θ与物高λ的第一映射函数；λ＝tan(θ)步骤s3，根据光学畸变参数映射表，构建像高γ与离散视场角度θ第二映射函数θ＝g(γ)；步骤s4，根据成像几何关系，求解实际拍摄平面u与对应的矫正成像面、畸变成像面之间的矫正缩放因子s
u
和畸变缩放因子s
i
；步骤s5：利用第一映射函数、第二映射函数以及矫正缩放因子s
u
和畸变缩放因子s
i
，建立矫正后的无畸变图像的像素级坐标resp
x
，resp
y
与畸变图像的像素级坐标resp
′
x
，resp
′
y
的对应第三映射函数，并将resp
′
x
，resp
′
y
坐标位置的像素值赋值给resp
x
，resp
y
表示的坐标位置，从而获取畸变矫正后的图像。6.如权利要求5所述一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，在步骤s2中，对于任意角度θ，满足θ(n)≤θ≤θ(n 1)；在畸变参数表中，查找θ(n)、θ(n 1)相对应的γ(n)与γ(n 1)，则与θ对应的γ应满足γ(n)≤γ≤γ(n 1)；其中n为像素点的序号，θ(n)、θ(n 1)表示相邻离散角度，γ(n)、γ(n 1)表示相邻像高，θ(n)、θ(n 1)、γ(n)、γ(n 1)根据已知θ或γ从光学畸变参数表中查找获得。7.如权利要求5所述一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，步骤s3中，视场角度θ与像高γ的第一映射函数的计算公式包括：当γ为已知时，当θ为已知时，8.如权利要求5所述一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，矫正缩放因子s
u
的计算公式为：畸变缩放因子s
i
计算公式为：其中，resh
i
表示实际鱼眼畸变图像最大水平分辨率，resh
u
表示畸变矫正图像最大水平分辨率，γ
max
摄像头的cmos成像面水平方向最大宽度的一半。9.如权利要求5所述一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，
resp
x
，resp
y
与resp
′
x
，resp
′
y
的对应第三映射函数为：的对应第三映射函数为：其中，γ为p点的对应的像高，γ
max
为摄像头的cmos成像面水平方向最大宽度的一半；为点p与拍摄平面u的中心o点的连线与水平方向的夹角，resh
i
、resv
i
表示实际鱼眼畸变图像最大水平分辨率和最大垂直分辨率，resh
u
、resv
u
表示畸变矫正图像最大水平分辨率和最大垂直分辨率。10.如权利要求5所述一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，步骤s5中，(resp
′
x
，resp
′
y
)的位置像素值由其相邻周围像素值进行插值获取。11.如权利要求10所述一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，像素值val
p
的插值获取具体包括：获取(resp
′
x
，resp
′
y
)周围距离最近的4个像素点坐标)周围距离最近的4个像素点坐标获取p0、p1、p2、p3对应的像素值分别为val
p0
、val
p1
、val
p2
、val
p3
；计算p0、p1、p2、p3相应的权重系数：相应的权重系数：相应的权重系数：相应的权重系数：根据权重系数计算出像素值val
p
：val
p
＝val
p0
×
w0 val
p1
×
w1 val
p2
×
w2 val
p4
×
w3。12.如权利要求1所述一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，其特征在于，冗余鱼眼摄像头包括多个摄像头并且安装在同一区域，对同一安装区域所有摄像头进行第一次畸变矫正和第二次畸变矫正获得最终图像。

技术总结
本发明提供一种冗余鱼眼摄像头拍摄图像的畸变矫正方法，包括对拍摄的图像进行二次畸变矫正，通过利用光学畸变参数映射表对畸变图像进行第一畸变矫正后获取获得第一畸变矫正图像，在第二矫正中，通过获取预设靶图的特征点在第一畸变矫正图像的对应的第一坐标点以及在差异矫正平面对应的第一坐标点，利用透视变化，求解单应性矩阵H


技术研发人员：肖文平 石川 程旭
受保护的技术使用者：浙江赫千电子科技有限公司
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2021/10/23