[發明專利]一種基于視覺的多深度二維平面尺寸測量方法

在審

• 申請號: 201710118332.3
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106871785A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 張宇飛;王偉旭;楊川;李冉
• 申請（專利權）人: 成都天衡電科科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙)51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明涉及平面測量技術領域，特別涉及一種基于視覺的多深度二維平面尺寸測量方法。

背景技術

在利用視覺系統對工件二維尺寸的測量過程中，通常需要對帶測平面進行標定。這個過程的一個目的就是找到一個齊次變換矩陣,將橡平面中的坐標系映射到三維世界坐標系中。這個關系通常可用相機的6個外參表示，即旋轉矩陣R包括X、Y、Z軸的旋轉角度及位移矩陣T包括X、Y、Z方向上的位移。

對于二維尺寸的測量，單相機的視覺系統只能對標定的平面進行測量，即系統需要已知相機外參。若相機到測量平面的距離未知，則無法形成準確的映射關系。此時若采用多目視覺的方法系統結構較復雜，而二維激光傳感器成本較高，不適合一般應用。現想找到一種成本較低，滿足一般精度需求，且容易實現的方法來實現對測量平面距離變化情況的解決方法。

發明內容

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：一種基于視覺的多深度二維平面尺寸測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：首先使用標定板對相機內參進行標定，并在與被測面平行的平面獲得一組外參(R,T)，其中R為旋轉矩陣參數，T為位移矩陣參數；

步驟2：當距離為Zc的被測面進入檢測區后，激光測距儀或位移傳感器可較精確的獲得這個距離Zc,并將其發送給視覺系統，視覺系統調整焦距后對物體進行拍照；

步驟3：視覺系統收到這個距離后便可在沒有標定板的情況下對被測面進行“再標定”：將Zc導入剛體轉移矩陣H，獲得H’,并由此得到像平面坐標系IPCS與世界坐標系WCS兩坐標系間的關系兩坐標系的關系；

步驟4：進行圖像處理，測量圖像坐標系中待測區的相關而為尺寸信息，再將像素信息映射到世界坐標系中可得到真實的二位尺寸信息。

具體的：

所述剛體轉移矩陣H用于描述相機相對于世界坐標系的位置，具體通過如下公式：

p^c＝^cH_w·p^w

區別于現有技術的情況，本發明的有益效果是：該方法利用測距設備與普通工業相機，基于數學理論的方法，實現對不同深度二維平面的快速測量，解決了由于被測物尺寸不定帶來的無法準確標定的問題。相對于2D激光傳感器的解決方案，該方法可基于現有視覺系統升級實現，大大降低了系統成本，對一般精度需求的檢測場合非常適用。系統結構簡單，易于集成，且測距設備位置可根據實際情況調節，有較寬的工作范圍。可被應用于鋼材、家電、陶瓷、機械等行業。

附圖說明

圖1為本發明一種基于視覺的多深度二維平面尺寸測量方法的流程圖。

圖2是本發明實際測量過程中的關系圖以及坐標關系。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

參見圖1，提供一種基于視覺的多深度二維平面尺寸測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：首先使用標定板對相機內參進行標定，并在與被測面平行的平面獲得一組外參(R,T)，其中R為旋轉矩陣參數，T為位移矩陣參數；

步驟2：當距離為Zc的被測面進入檢測區后，激光測距儀或位移傳感器可較精確的獲得這個距離Zc,并將其發送給視覺系統，視覺系統調整焦距后對物體進行拍照；

步驟3：視覺系統收到這個距離后便可在沒有標定板的情況下對被測面進行“再標定”：將Zc導入剛體轉移矩陣H，重新計算獲得H’,并由此得到像平面坐標系IPCS與世界坐標系WCS兩坐標系間的關系；

步驟4：進行圖像處理，測量圖像坐標系中待測區的相關而為尺寸信息，再將像素信息映射到世界坐標系中可得到真實的二位尺寸信息。

具體的：