[發明專利]一種基于機器視覺的異面直線測量方法

在審

• 申請號: 201310739551.5
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104390598A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 管志勇;葉劍波;郭景晶;姚東星;徐浩然
• 申請（專利權）人: 北京中天榮泰科技發展有限公司
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

基于機器視覺的測試測量領域，特別是基于機器視覺的異面直線測量方法。

背景技術

現有異面直線的計算方式和計算方法多種多樣，但是在實際的應用過程中，不但計算方式復雜，且很難在實際的測量過程中得到一個可靠的測試結果，其原因主要有如下幾點：1.被測物件不規則，現有的物理測量方式難以實現、2.常用的測量方式對環境的要求比較苛刻，只有在特定的環境條件下才能測的確切的測量結果；3.在常用的測量設備中，三坐標測量是比較常見的，但是該測量方式耗時過長，且費用高昂、4.很難應用于非接觸式測量領域。

本發明描述的是一種相對廉價，能進行精確的非接觸式異面直線的測量方法，要求該發明能夠在短時間精確測量異面直線之間的距離，還能具備較大的通用性，能夠測量特定空間內的不同物件。

發明內容

為了實現上述提出的技術難題，本發明采用一種基于機器視覺的異面直線測量方法，利用多目視覺原理，拍攝被測物的內圓，通過圖像處理的方法計算兩同心圓的圓心坐標，取得被測物的不同面軸線，再計算兩條軸線之間的公垂線距離，該方法不僅可以測量圓柱的同心度，而且還可以計算異面直線之間的公垂線的距離，在工業應用中的異面直線測量具有重要意義。

本發明的目的是由以下技術方案實現的：

一種基于機器視覺的異面直線測量方法，其特征在于：采用以下的測量方式：

第一步：進行相機位置標定；

第二步：測量并采集異面上的軸心位置；

第三步：擬合并計算得到兩個軸心對應面的軸線；

第四步：在三維模型中重建軸線公垂點的坐標；

第五步：計算兩條軸線公垂線的直線距離；

所述第一步中，相機的標定，是利用空間內相機視場的角度關系，來確定待測物體在三維坐標系的位置，相機的位置關系由待測物在三維坐標系中的位置來進行確定。

所述第二步中，軸心的位置可以利用雙目視覺的方法，由相機a1、相機b2、相機e17、相機f18、對被測物5的圓筒(7)圓筒兩端面的內圓8、內圓12進行不同角度拍攝，得到被測物圓筒7內圓的圓心；由相機c3、相機d4、相機g19、相機h20對被測物5的圓筒6圓筒兩端面的內圓9、內圓11進行不同角度拍攝，得到被測物圓筒6內圓的圓心。

所述第三步中，擬合相機采集到的圓筒兩端面端面的圓，并得到圓心坐標，通過圓筒兩端圓心確定圓筒的軸線；

所述第四步中，將標定相機的位置信息進行記錄，再將相機的坐標系轉換到同一組坐標系下，進行兩條軸線的三維重建，在三維坐標系中得到兩軸線之間的位置關系；

所述第五步中，計算兩條軸線公垂線的直線距離，就是計算雙目視覺拍攝得到的兩個被測物的軸線之間的距離，在轉換到三維坐標系中后，三維坐標系中兩條軸線距離便是兩個被測物的軸線之間的距離，就等價于在空間直角坐標系下求已知兩條異面直線的距離，

計算公式如下：

d=|M1M2→·(v→1×v→2)||v→1×v→2|]]>

那么被測物的異面直線距離的結果便是：