南京理工大学智能计算成像研究院有限公司左超获国家专利权
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龙图腾网获悉南京理工大学智能计算成像研究院有限公司申请的专利一种远心相机参数超定方程求解方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN112950720B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2024-07-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202110165112.2,技术领域涉及:G06T7/80;该发明授权一种远心相机参数超定方程求解方法是由左超;陈钱;张晓磊;胡岩;沈德同;尹维设计研发完成,并于2021-02-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种远心相机参数超定方程求解方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种远心相机参数超定方程求解方法,首先对远心相机模型推导得到的相机模型参数方程进行简化处理;根据对应的像素及世界坐标系求解出单应性矩阵;再根据旋转矩阵的正交归一性以及单应性矩阵得到包含三个未知参数j、k与l的四个方程组的超定方程;并由该方程组求解出一组j、k与l的初始解,利用目标方程对方程组求解得到的初始解进行优化迭代使其无限接近于真实值。最后得到优化后的相机参数值。本方法首先对相机模型进行简化,再对求解得到的参数值利用算法进行迭代优化,再优化相机模型以及计算复杂度之后,使其结果更加准确。
本发明授权一种远心相机参数超定方程求解方法在权利要求书中公布了:1.一种远心相机参数超定方程求解方法,其特征在于实现的步骤如下:步骤一,简化相机模型的超定方程组,远心相机参数求解方程组如下, (1)其中,为最终的像素坐标,为内参数矩阵,为外参数矩阵,代表图像的世界坐标,首先简化外参矩阵,将u0、v0设置为0,然后将内参矩阵的第三列以及世界坐标的z轴删除,并且令 (2)得到简化的方程组为, (3)步骤二,将内参数以及外参数矩阵相乘得到单应性矩阵,利用N组相对应的像素以及世界坐标求解出单应性矩阵,并由得到,利用单位矩阵的正交归一性质得到相机参数的超定方程,将公式(3)的方程组带入N组对应坐标得到, (4)求解得单应性矩阵;步骤三,对关系式中求解出来的初始解与进行迭代优化,最后得到最优的与的值,步骤三中,,三个参数的求解过程如下,由,(5)得,(6)展开得,(7)由正交单位矩阵的性质,(8)得到,(9)整理得, (10)令(11)根据目标方程优化初始解,目标方程为, (12)其中,(13)由公式(11)解出方程的初始解,(14)给定允许误差为,为一个极小数,且大于0,计算, (15)其中n为迭代次数,初始值为1,每迭代一次,n的值加1,若则停止迭代,所求的即为该超定方程的最优解,若不满足这个条件,则继续迭代,计算, (16)其中,为Hessian矩阵, 为Jacobian矩阵, E为单位矩阵,为阻尼因子,当每得到一组解时,重新计算的值,与进行比较,若结果小于,则进行下一次迭代,并且减小的值,如果结果大于,则增大的值,直到满足,最后求得,与的值;步骤四,利用与之间的关系求解出,与。
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