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原文传递 基于光场多层折射模型的水下折射率自标定方法
专利名称: 基于光场多层折射模型的水下折射率自标定方法
摘要: 本发明提出一种基于光场多层折射模型的水下折射率自标定方法。在水下拍摄环境中,成像光线依次通过水、玻璃、空气这三种介质。在已知相机内参,空气和玻璃的折射率、厚度以及立体视觉系统相对姿态的情况下,本发明通过在测定海域拍摄一组清晰的标定板图片,根据物点P在左、右相机两约束平面(界面法线和入射光线决定的平面)所相交的直线上这一约束,从而测定拍摄海域海水折射率μ。本发明公开的基于光场多层折射模型的水下折射率自标定方法可广泛应用于高精度水下测距及水下三维重建中。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 上海;31
申请人: 上海大学
发明人: 张旭;张璨;屠大维
专利状态: 有效
申请号: CN201811254277.1
公开号: CN109490251A
代理机构: 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205
代理人: 陆聪明
分类号: G01N21/41(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N21
申请人地址: 200444 上海市宝山区上大路99号
主权项: 1.一种基于光场多层折射模型的水下折射率自标定方法,在已知相机内参,空气和玻璃的折射率、厚度以及立体视觉系统相对姿态的情况下,通过在测定海域内拍摄一组清晰的标定板图片,根据物点P在左、右相机两约束平面所相交的直线上这一约束,从而测定拍摄海域海水折射率μ;其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在左、右相机拍得的清晰标定板图片上,提取得到相对应的一组像点,左像点ml,右像点mr;步骤二:根据光线的光场表示方法,分别计算对于左、右相机像点经过多层界面传播和折射后到达水中的入射光线并转换成光场矢量qlqr;步骤三:将右相机坐标系下矢量和点转换到左相机坐标系:qr'=Rl_r×qr+tl_r,对于右多层折射坐标系的z轴同理得:zr'=Rl_r×zr,or'=tl_r;步骤四:根据平面法线和点约束,分别求出左、右相机约束平面πl、πr;左相机约束平面表示为:平面法线平面上一点ol=[000];右相机约束平面表示为:平面法线平面上一点or'=tl_r;步骤五:两个约束平面相交于一条直线,由折射定律知,物点P在该直线上;步骤六:预估海水的折射率位于1.3至1.5之间,采用搜索法在这个范围内确定折射率;取折射率区间内某一折射率μi,此时左、右相机像点对应的最后一层介质折射后的光线与步骤五中的直线分别相交于两点,当这两点之间距离最小时,其对应的μ即为海水的折射率。
所属类别: 发明专利
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