[發明專利]三相機組特征點匹配方法、測量方法及三維檢測裝置

有效

• 申請號: 201710167851.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106813595B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 曹亮;周之琪;尹興;龔婷
• 申請（專利權）人: 北京清影機器視覺技術有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 孫海杰

本發明涉及光學電子測量技術領域，尤其是涉及一種三相機組特征點匹配方法、測量方法及三維檢測裝置。其中測量方法包括以下步驟：b1.圖像采集完成后，找出所述基像平面中的所有特征點對應的唯一性匹配點組；b2.根據所述步驟b1.中獲得的唯一性匹配點組的像坐標，計算被視點的空間位置坐標；b3.根據所述步驟b2中獲得的被視點的空間位置坐標，形成三維點云數據，建立三維點云圖形，重現三維立體圖像。本發明至少具備以下有益效果：第一、能夠在三個相機上均成像的被視點的通用性、唯一性的匹配；第二、實現對被視物的三維測量；第三、快速實現三維感知和測量。第四、使用相機少，減少了應用成本。

技術領域

本發明涉及光學電子測量技術領域，尤其是涉及一種三相機組特征點匹配方法、測量方法及三維檢測裝置。

背景技術

目前三維立體視覺測量一般采用線激光光截圖測量技術或雙目測量加結構光照明的方式，線激光或結構光在三維測量中得到廣泛使用的主要原因是：通過線激光或結構光的指示使成像中明確了對應的匹配點，減少了匹配的歧義性，實現了確定且唯一的匹配。但是如果取消了線激光或結構光的指示，雙目匹配就不能避免出現多點匹配的歧義性，從而不能滿足測量要求，同時采用線激光或結構光只能對線激光或結構光成像部位進行測量，限定了該技術的適用范圍，而且線激光或結構光的使用對被測物例如人會產生不良影響。

此外，目前雙目匹配還經常采用一種在被視物表面貼標識點的方式，采用這種方式也是為了提高匹配的準確性。但是，在被視物表面貼標識點的方式存在需要提前對被測物進行人工處理和干預的缺點。

專利文件，“四相機組平面陣列特征點匹配方法及基于四相機組平面陣列特征點匹配方法的測量方法”，匹配方法包括以四個像平面中的一個像平面為基像平面，對基像平面上的一個特征點找出在橫向方向上與該基像平面相鄰的像平面上與該特征點匹配的所有匹配點；對于基像平面上的特征點找出在縱向方向上與該基像平面相鄰的像平面上與該特征點匹配的所有匹配點；將找出的橫縱兩個方向上所有匹配點進行再匹配，找出所有子匹配點組；找出對角位置像平面上與基像平面上的特征點以及找出的所有子匹配點組對應的匹配點；確定四個像平面中對應于同一被視點的唯一性匹配點組。對于每組唯一性匹配點組，可根據該匹配點組的像坐標和相機系統本身的參數，計算被視點的三維空間坐標。在任何光照條件下只要采集的圖像足夠清晰對于任何在四相機組平面陣列的圖像上成像且有一定的圖像特征的被視物，采用完全相同的匹配方法和測量方法均可以實現被視物的三維測量。

四相機組平面陣列特征點匹配方法使用相機多，增加了應用成本，同時，由于相機多，也增加了加工難度和計算的復雜度，也影響了測量精度。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種三相機組特征點匹配方法、測量方法及三維檢測裝置；以降低現有的多相機匹配方法及測量方法的復雜度，簡化空間尺寸計算過程，減小系統測量誤差。

本發明提供了如下技術方案：

一種三相機組特征點匹配方法，包括以下步驟：

a1.以一組三相機組的橫向像平面中的一個像平面為基像平面，對于所述基像平面上的一個特征點找出在橫向方向上與該基像平面相鄰的像平面上與該特征點匹配的所有匹配點；

a2.對于所述步驟a1中的所述基像平面上的所述特征點和對應的在橫向方向上與所述基像平面相鄰的像平面上與該特征點匹配的所有匹配點，組成的匹配點組，找出在第三個像平面上與該對匹配點組相匹配的匹配點，根據匹配條件，去除不滿足匹配條件的匹配點組，形成由三個像平面上都存在的滿足匹配條件的匹配點組；

a3.重復步驟a1和a2，找出基像平面上所有能夠實現匹配的特征點及其對應的匹配點組，以及匹配點組中其它兩個像平面上對應的匹配點；

a4.將所有匹配點組中位于其它兩個非基像平面上對應的匹配點進行全圖驗證，確定出所述三個像平面對應于同一被視點的唯一性匹配點組。