[發明專利]一種空間三維定位方法

有效

• 申請號: 201310057543.2
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103115613A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 劉政怡;李煒;吳建國
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及圖像處理和機器視覺技術領域，特別涉及一種利用兩個攝像頭實現的空間三維定位方法。

背景技術

利用兩個攝像頭實現物體的空間三維定位方法通常采用雙目立體視覺技術，由成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應點間的位置偏差來獲取物體三維幾何信息。如200910108185.7“一種物體三維定位方法及攝像機”、201210075073.8“一種空間三維定位技術操作系統”涉及理想狀態下的定位方法，即假設兩個攝像頭完全相同，具有相同的焦距，光軸完全平行，鏡頭不存在成像畸變，則根據相似三角形原理，利用物體在兩個攝像頭成像平面上的圖像坐標p₁(x_l，y_l)，p₂(x_r，y_r)、攝像頭焦距f、兩個攝像頭之間的距離b，即可求得物體三維坐標(x_w，y_w，z_w)：

xw=bxl/(xl-xr)yw=byl/(xl-xr)zw=bf/(xl-xr)]]>

實際上，讓兩個攝像頭的光軸完全平行是無法做到的，因此理想狀態下實現的定位存在較大的誤差。為了提高精度，雙目立體視覺技術通常先對攝像頭進行標定，即確定世界坐標系中的物體與它在攝像頭的成像平面上的像點之間的位置對應關系，再由兩個攝像頭同時采集目標物體的位置圖像，由標定獲取的攝像頭內外參數完成物體的三維定位，如華中科技大學劉晶晶碩士論文“基于雙目立體視覺的三維定位技術研究”、201110390863.0“基于雙目立體視覺的空間定位方法”。攝像頭標定是從二維圖像獲得三維信息的關鍵環節，精度高，但算法過于復雜，操作過于繁瑣。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種在精度要求不高的場合可以適用的實現物體空間三維定位的方法，避免復雜的攝像頭標定過程，通過手動移動標定板確定圖像像素坐標與標定板上映射點空間坐標之間的對應關系，并利用所述對應關系及一些測量數據實現被測物體的空間三維定位。

本發明解決技術問題采用如下技術方案：

本發明一種空間三維定位方法，包括設置過程和定位過程兩部分，所述設置過程包括如下步驟：

(1)準備一個長寬比與攝像頭拍攝出的圖像分辨率長寬比相同的黑白格相間的標定板；

(2)安裝兩個攝像頭，使其光軸基本平行，測量并記錄下兩個攝像頭之間的距離；

(3)分別對兩個攝像頭做如下相同處理：打開攝像頭，沿著攝像頭光軸移動所述標定板并觀察所述攝像頭拍攝的圖像，保證標定板中心處于圖像中心位置上，移動標定板直至標定板完全填充所述攝像頭拍攝的圖像，此時測量并記錄下標定板與攝像頭之間的距離；