基于球像的公共自极三角形进行单应性估计

作     者：于晓娟 

作者单位：云南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵越

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：抛物折反射摄像机 球像 公共自极三角形 线对应 单应性估计 

摘      要：平面射影变换(单应性)是计算机视觉算法的重要工具之一,并且有广泛的应用.在抛物折反射摄像机下,本文提出了基于球像和对拓球像的公共自极三角形进行单应性估计的方法.一个空间球在抛物折反射摄像机下的投影过程分为两步.第一步,一个空间球投影到单位视球上形成一对对拓圆.第二步,以虚拟摄像机光轴与单位视球的交点为投影中心,将单位视球上的这对对拓圆投影到图像平面上形成两条不相交的二次曲线..由于本文是基于两幅图像平面间的公共自极三角形进行单应性估计,所以从两个不同角度拍摄空间球,得到两幅图像平面.首先,求出一个空间球在两幅图像平面上的球像和对拓球像的方程.其次,分别计算这两幅图像平面上的矩阵的特征值与特征向量,从而获得两幅图像平面上的球像和对拓球像的公共自极三角形.然后通过匹配特征值,得到三对线对应.第四对线对应通过连接公共自极三角形与二次曲线的一组交点得到,并且这对线对应位于公共自极三角形内.因为单应性矩阵有八个自由度,一对线对应提供关于单应性矩阵的元素的两个约束,四对线对应足以估计单应性矩阵.最后,连接公共自极三角形与二次曲线的交点的另一对连线验证由本文方法求得的单应性矩阵是有效的.基于MATLAB R2016a平台,通过仿真实验和真实实验验证本文方法的可行性和有效性.