技術(shù)特征：

1.一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將像素坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)位置上的像素，設(shè)魚(yú)眼鏡頭采集的魚(yú)眼圖像的像素為(x_ts,y_ts)，對(duì)魚(yú)眼圖像的像素(x_ts,y_ts)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將圖像坐標(biāo)原點(diǎn)從圖像左上角移至圖像中心，得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的魚(yú)眼圖像的像素(x_s,y_s)；

步驟二、將魚(yú)眼圖像畸變矯正后的圖像記為目標(biāo)圖像，假設(shè)目標(biāo)圖像上某像素的為(x_d,y_d)，對(duì)假設(shè)的目標(biāo)圖像的像素(x_d,y_d)進(jìn)行水平和垂直方向上的修正；

步驟三、根據(jù)針孔成像模型的成像規(guī)律以及魚(yú)眼成像模型的成像特點(diǎn)，將坐標(biāo)修正后的目標(biāo)圖像映射到魚(yú)眼鏡頭成像模型下的魚(yú)眼圖像，即進(jìn)行直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而根據(jù)魚(yú)眼圖像得到矯正后的目標(biāo)圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，所述步驟二具體處理過(guò)程包括以下步驟：

步驟二一、假設(shè)目標(biāo)圖像上某像素的為(x_d,y_d)，在垂直方向加入垂直修正項(xiàng)△y，得到修正后的縱坐標(biāo)y′_d：

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\Δ}y=K_y{y_d}^2& y_d\≥0\\ \mathrm{\Δ}y=-K_y{y_d}^2& y_d\<0\end{array}\right.$

y′_d＝y(tǒng)_d+△y

并根據(jù)以上修正關(guān)系得到目標(biāo)圖像像素的縱坐標(biāo)y_d的表示形式：

$\left\{\begin{array}{cc}{y}_d=\frac{(-1+\sqrt{1+4K_y{y}_d^{\′}})}{2K_y}& y_d^{\′}\≥0\\ y_d=\frac{(1-\sqrt{1-4K_y{y}_d^{\′}})}{2K_y}& y_d^{\′}\<0\end{array}\right.$

其中，K_y為縱坐標(biāo)修正系數(shù)；

步驟二二、對(duì)于步驟二一中完成垂直方向修正的目標(biāo)圖像，在水平方向加入水平修正項(xiàng)△x，得到修正后的橫坐標(biāo)x′_d：

$\mathrm{\Δ}x=K_x{x}_d{y_d^{\′}}^2$

x′_d＝x_d+△x

并根據(jù)以上修正關(guān)系得到目標(biāo)圖像像素橫坐標(biāo)x_d的表示形式：

$x_d=\frac{x_d^{\′}}{1+K_x{y_d}^2}$

其中，K_x是橫坐標(biāo)修正系數(shù)；

步驟二三、將經(jīng)過(guò)像素修正后的目標(biāo)圖像的坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)移至目標(biāo)圖像的左上角，得到經(jīng)過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后的目標(biāo)圖像像素(x_td,y_td)：

$x_{td}=\frac{x_d^{\′}}{1+K_x{y_d}^2}+w/2$

$y_{td}=\left\{\begin{array}{cc}h/2-\frac{(-1+\sqrt{1+4K_y{y}_d^{\′}})}{2K_y}& y_d^{\′}\≥0\\ h/2-\frac{(1-\sqrt{-4K_y{y}_d^{\′}})}{2K_y}& y_d^{\′}\<0\end{array}\right.$

其中，w、h分別為圖像的寬度和高度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，所述步驟三具體處理過(guò)程包括以下步驟：

步驟三一、利用坐標(biāo)修正后目標(biāo)圖像像素(x′_d,y′_d)對(duì)魚(yú)眼圖像像素(x_s,y_s)進(jìn)行表示：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_s=\frac{2x_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)\\ y_s=\frac{2y_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)\end{array}\right.$

其中，f為魚(yú)眼鏡頭焦距；

步驟三二、對(duì)于步驟三一得到的魚(yú)眼圖像像素(x_s,y_s)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，將坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)移至魚(yú)眼圖像左上角，得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的魚(yú)眼圖像像素(x_ts,y_ts)；

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{ts}=\frac{2x_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)+w/2\\ y_{ts}=h/2-\frac{2y_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)\end{array}\right.$

步驟三三、對(duì)于步驟二三得到的經(jīng)過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后的目標(biāo)圖像像素(x_td,y_td)和步驟三二完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的魚(yú)眼圖像(x_ts,y_ts)進(jìn)行像素坐標(biāo)映射，將魚(yú)眼圖像各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的像素值賦值給修正后的目標(biāo)圖像相應(yīng)坐標(biāo)的像素。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：

步驟四、將步驟三得到的映射關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)后續(xù)采集的魚(yú)眼圖像進(jìn)行矯正；

步驟五、對(duì)魚(yú)眼圖像完成畸變矯正后的圖像進(jìn)行插值，得到最終處理后的圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，所述步驟四具體處理過(guò)程包括以下步驟：

步驟四一、定義一個(gè)與魚(yú)眼圖像相同尺寸的32位3通道的圖像；

步驟四二、將后續(xù)采集的魚(yú)眼圖像各個(gè)像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)存入至所述處理后的32位3通道圖像的各個(gè)像素的第一通道，相應(yīng)的縱坐標(biāo)存入至所述處理后的32位3通道圖像的各個(gè)像素的第二通道，所述處理后的32位3通道圖像的第一通道和第二通道分別代表目標(biāo)圖像像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；

將后續(xù)采集的魚(yú)眼圖像各個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)記為(x_i,y_i)，修正后的目標(biāo)圖像相應(yīng)坐標(biāo)記為(x_j,y_j)，將x_i的值存入至所述的32位3通道圖像中像素坐標(biāo)為(x_j,y_j)的第一通道，相應(yīng)的縱坐標(biāo)y_i的值存入至所述的32位3通道圖像中像素坐標(biāo)為(x_j,y_j)的第二通道，所述處理后的32位3通道圖像的第一通道和第二通道分別代表魚(yú)眼圖像像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；

步驟四三、將所述處理后的32位3通道圖像作為映射工具，批量將存入魚(yú)眼圖像的橫縱坐標(biāo)存入所述處理后的32位3通道圖像，得到批量矯正處理的魚(yú)眼圖像，保證了處理的快速性。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，步驟三一中所述的魚(yú)眼鏡頭焦距v為攝像頭視場(chǎng)，K_f為焦距比例系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，步驟三一所述的通過(guò)坐標(biāo)修正后目標(biāo)圖像像素(x′_d,y′_d)對(duì)魚(yú)眼圖像像素(x_s,y_s)進(jìn)行表示的過(guò)程包括以下步驟：

根據(jù)魚(yú)眼模型成像和針孔成像規(guī)律，并利用相似三角形的關(guān)系，得到魚(yú)眼圖像與目標(biāo)圖像的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系：

$\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{\sqrt{X^2+Y^2}}{f}\right)$

$\sqrt{x^2+y^2}=2fsin(\mathrm{\θ}/2)$

$\left\{\begin{array}{c}\frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}}=\frac{X}{\sqrt{X^2+Y^2}}\\ \frac{y}{\sqrt{x^2+y^2}}=\frac{Y}{\sqrt{X^2+Y^2}}\end{array}\right.$

其中，θ為入射角，(X,Y)為在針孔成型模型下圖像上像素坐標(biāo)，(x,y)為在魚(yú)眼成像模型下圖像上像素坐標(biāo)；

修正后目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)于針孔成像模型，將修正后修正后目標(biāo)圖像像素坐標(biāo)(x′_d,y′_d)替代針孔成型模型下圖像上像素坐標(biāo)(X,Y)；將魚(yú)眼圖像坐標(biāo)(x_s,y_s)替代魚(yú)眼成像模型下圖像上像素坐標(biāo)(x,y)，進(jìn)而得到坐標(biāo)修正后目標(biāo)圖像像素(x′_d,y′_d)對(duì)魚(yú)眼圖像像素(x_s,y_s)的關(guān)系：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_s=\frac{2x_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)\\ y_s=\frac{2y_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)\end{array}\right..$

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，步驟二三所述將經(jīng)過(guò)像素修正后的目標(biāo)圖像的坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)移至目標(biāo)圖像的左上角得到經(jīng)過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后的目標(biāo)圖像像素(x_td,y_td)的過(guò)程包括以下步驟：

將經(jīng)過(guò)像素修正后的目標(biāo)圖像坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)移至左上角的公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{td}=x_d+w/2\\ y_{td}=h/2-y_d\end{array}\right.$

將帶入上述公式得到

$x_{td}=\frac{x_d^{\′}}{1+K_x{y_d}^2}+w/2$

$y_{td}=\left\{\begin{array}{cc}h/2-\frac{(-1+\sqrt{1+4K_y{y}_d^{\′}})}{2K_y}& y_d^{\′}\≥0\\ h/2-\frac{(1-\sqrt{1-4K_y{y}_d^{\′}})}{2K_y}& y_d^{\′}\<0\end{array}\right.$

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于魚(yú)眼成像模型的魚(yú)眼圖像畸變矯正方法，其特征在于，步驟三二所述的將坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)移至魚(yú)眼圖像左上角，得到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的魚(yú)眼圖像像素(x_ts,y_ts)的過(guò)程包括以下步驟：

將魚(yú)眼圖像像素(x_s,y_s)坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)移至左上角的公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{ts}=x_s+w/2\\ y_{ts}=h/2-y_s\end{array}\right.$

然后將帶入上述公式，得到：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_{ts}=\frac{2x_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)+w/2\\ y_{ts}=h/2-\frac{2y_d^{\′}}{\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f}\sin \left(\frac{{\tan }^{-1}(\sqrt{{x_d^{\′}}^2+{y_d^{\′}}^2}/f)}{2}\right)\end{array}\right..$