鱼眼图像校正及拼接的研究与实现,球面透视投影模型

鱼眼矫正算法2種方法 棋盘格矫正法 利用棋盘格进行标定， 然后计算鱼眼镜头的畸变系数以及内参， opencv中自带有fisheye模块， 可以直接根据棋盘格标定结果，采用cv2.fisheye.calibrate计算畸变系数以及内参， 然后使用cv2.fisheye.initUndistortRectifyMap函数计算映射矩阵， 最后根据映射矩阵， 使用cv2.remap进行矫正 经纬度矫正法 可以把鱼眼图想象成半个地球， 然后将地球展开成地图，经纬度矫正法主要是利用几何原理， 对图像进行展开矫正

该算法能标定鱼眼畸变图像的原点和半径，利用球面坐标定位法校正畸变图像，使用双线性插值法填充校正后图像，本程序在vc6下实现鱼眼摄像头畸变图像校正，调试前必须安装OpenCV和vc6

将鱼眼还原成普通透视图后 我们可以使用勾股定律等几何知识来处理图形 纯c++代码，易于阅读

通过光流实现鱼眼相机在线标定的功能。

鱼眼镜头的畸变校正和图像的拼接 畸变产生的原因：鱼眼镜头畸变主要是由镜头自身引起的光学变形、镜头光学系统存在加工误差和装配误差，导致物点在像面上的实际成像点与理想像点之间存在偏离而产生的。

以待标定鱼眼相机近似垂直棋盘格获取的单张影像为对象, 综合利用多种几何约束分阶段求解鱼眼相机参数初值并进行全局优化：利用鱼眼图像轮廓对称性计算得到准确的相机主点位置(u0,v0), 并通过轮廓外接矩形扫描搜索巧妙回避了黑色背景下的轮廓点检测困难; 精确拟合棋盘格两组互相垂直平行直线在鱼眼图像上投影椭圆, 计算椭圆交点并将其反投影到单位球面获得平行直线灭点, 根据灭点方向正交约束得到相机等效焦距初值(fx,fy)及旋转矩阵角度初值; 利用径向对准约束及棋盘格角点信息先线性求解平移矢量(tx,ty)初值, 进而建立一元二次方程求解平移矢量tz初值, 最后通过最小化棋盘格角点重投影误差对除主点外的全部相机参数进行全局优化, 并利用优化参数对鱼眼图像实施立方盒展开纠正。对海康威视两种型号(视野范围不同)定焦鱼眼相机的标定及其影像纠正试验结果表明, 本文方法重投影均方根误差(RMSE)小于1/3 pixel, 标定参数对鱼眼图像不同区域的平面透视纠正效果总体上较稳健, 中心区域纠正效果略优于边缘处, 纠正影像上棋盘格角点直线拟合RMSE均小于0.7 pixel, 效果明显优于网上标定工具箱结果,

为了满足人们对超广角、大视野的取景需求，运用光学软件CODE V和Zemax设计了一个结构紧凑的用于运动数码摄像机的鱼眼镜头光学系统。该镜头由5片玻璃镜片和3片塑胶非球面镜片组成。设计结果表明，镜头F数为2.2，视场角为240°，系统总长度为23 mm，半像高为2.35 mm，在1/2奈奎斯特频率（178 lp/mm）处所有视场均大于0.15，可以实现高清全景监控。投影检测结果显示，该鱼眼镜头产品的性能满足要求。

鱼眼图像校正和拼接算法研究.pdf

鱼眼照片生成全景图算法的研究与实现.pdf