[發明專利]一種非重疊視域雙目視覺測量站坐標關聯方法

有效

• 申請號: 201710179705.8
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107543497B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 四川精視科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26;G01C3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為解決非重疊視域雙目視覺測量站全局坐標關聯問題，本發明公開一種基于虛擬標尺的全局坐標關聯方法。通過在靶室中軸線上平移靶標生成虛擬標尺，再根據靶標上人工標記點陣列在視覺測量站下坐標和虛擬標尺下坐標進行全局坐標關聯。該方法成本低、易于實現，且可保證測量精度。

技術領域

本發明屬于科學試驗技術領域，特指一種非重疊視域雙目視覺測量站坐標關聯方法。

背景技術

在科學試驗技術領域，比如碰撞試驗過程中，采用多個沿縱深配置、非重疊視域的雙目視覺測量站構成視覺系統，用于彈射對象飛行的位置、姿態、位移等參數測量。如圖1所示，該視覺測量系統由K個雙目視覺測量站構成。雙目視覺測量站，包含了2臺攝像機用于拍攝彈射彈體表面的人工標記點圖像，再通過雙目立體視覺測量，獲取的彈射對象在當前雙目視覺測量站下的三維坐標。為了獲得彈射對象整個過程的位置、姿態等信息，需要將K個雙目視覺測量站的測量信息關聯起來。為此，需要對K個雙目視覺測量站進行坐標關聯，以建立統一的坐標系。一般而言，對于小尺寸非重疊視域雙目視覺測量站坐標關聯，可以定制標尺作為真值基準，用于全局坐標關聯。但是，對于大縱深(比如100m以上)、非重疊視域雙目視覺測量站坐標關聯，難以加工長度超過5m 的標尺。為此，針對該問題，本發明提出一種容易實現、低成本的虛擬標尺生成方法用于全局坐標關聯。

發明內容

本發明的目的是解決大縱深、非重疊視域雙目視覺測量站坐標關聯問題，公開一種基于虛擬標尺的全局坐標關聯方法，其特征是：在雙目視覺測量站構成的觀測區域內，平移靶標生成虛擬標尺，由虛擬標尺提供基準，用于雙目視覺測量站坐標關聯，具體步驟如下：

步驟1：在雙目視覺測量站構成的觀測區域1內，定義坐標系O-xyz

在觀測區域頭部2和尾部3的橫截面中心處設置中心標識，兩個中心標識 5-1、5-2的連線作為測量區域中軸線4，在中軸線4上設置光學瞄準裝置24、并使光學瞄準裝置光軸6與中軸線4重合，光學瞄準裝置24采用：中心帶十字絲定位的光學瞄準鏡或全站儀或高倍變焦數字攝像機或激光準直儀；以觀測區域頭部處中心標識5-1為原點O，以中軸線為x軸，按右手準則定義坐標系O-xyz，其中x軸朝向觀測區域尾部，y軸朝上，z軸朝內；

步驟2：沿中軸線4平移靶標11生成虛擬標尺10

采用的靶標11形狀包括：階梯狀靶標14或L形靶標16或立方塊靶標17；在靶標11的側面a上設置m*n個人工標記點12構成人工標記點陣列13，m、n 的取值范圍為1～100，人工標記點12的圖案形式為棋盤格角點或圓形或十字絲圖案；當靶標形狀為階梯狀時，階梯狀靶標14的側面a為階梯狀，以產生不共面的人工標記點陣列，通過拍照1幅人工標記點陣列圖像可對單站雙目視覺測量系統進行標定；在靶標11的側面b中心位置處設置人工標記點15，人工標記點15的圖案形式為十字絲或圓形圖案；

把靶標11固定在五軸調節臺20上，五軸調節臺20可實現俯仰角、滾轉角、偏航角3個角度調節和y軸、z軸2個方向平移調節；把五軸調節臺20固定在一維平移臺19上；一維平移臺19放置在導軌18上作平移運動；

在靶標11上安置姿態角測量裝置21，用于測量靶標11的三個姿態角：俯仰角α、滾轉角β、偏航角γ，其中俯仰角、滾轉角采用傾角儀測量，偏航角采用陀螺儀測量，或采用慣導系統測量靶標三個姿態角；在靶標11上安置激光測距儀22，在測量區域頭部2設置反射鏡23-1、測量區域尾部3設置反射鏡23-2，用于測量靶標平移距離；