[發(fā)明專利]一種全角度成像基準(zhǔn)尺

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710252064.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN107131889B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王君;董明利;孫鵬;燕必希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00;G01B11/00
• 代理公司: 北京律恒立業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 龐立巖;顧珊

1.一種利用全角度成像基準(zhǔn)尺進(jìn)行空間測(cè)量的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)尺包括主體、基準(zhǔn)長度端點(diǎn)和基準(zhǔn)尺識(shí)別編碼，所述基準(zhǔn)長度端點(diǎn)置于所述主體首末兩端與主體固定連接，所述基準(zhǔn)長度端點(diǎn)為涂有自反射材料的球形標(biāo)志點(diǎn)；所述基準(zhǔn)尺識(shí)別編碼為一維條形碼，將所述一維條形碼縱向延長，360°纏繞在所述基準(zhǔn)尺的主體上，其中，

所述條形編碼共有15個(gè)數(shù)據(jù)位構(gòu)成，每個(gè)數(shù)據(jù)位以“1”、“0”二進(jìn)制進(jìn)行編碼，對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)位上“有”、“無”亮條紋；

15個(gè)數(shù)據(jù)位由起始區(qū)B1、終止區(qū)B3、數(shù)據(jù)區(qū)B2三個(gè)區(qū)域構(gòu)成，起始區(qū)B1用于確定條形編碼的起點(diǎn)，終止區(qū)B3用于確定條形編碼的終點(diǎn)，數(shù)據(jù)區(qū)B2用于表示條形編碼的碼值信息，數(shù)據(jù)區(qū)B2的多個(gè)數(shù)據(jù)中，最多只能有兩個(gè)亮條紋相連；

所述空間測(cè)量的方法包括如下步驟：

1)對(duì)圖像預(yù)處理；

2)對(duì)條形編碼識(shí)別，包括：

(1)統(tǒng)計(jì)二值化圖像中的連通區(qū)域，得到圖像上所有連通區(qū)域的中心位置、面積、外包最小矩形；

(2)從中篩選出條形編碼候選區(qū)域，篩選條件是至少有4個(gè)相互距離小于閾值T、中心位置共線的區(qū)域；

(3)對(duì)候選區(qū)域進(jìn)行條形編碼判斷；

(4)對(duì)于獲得的二進(jìn)制編碼，判斷其是否滿足編碼規(guī)則，若滿足編碼規(guī)則，則根據(jù)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)計(jì)算碼值，實(shí)現(xiàn)條形編碼的識(shí)別；

3)對(duì)端點(diǎn)進(jìn)行定位，所述端點(diǎn)定位的原理為交比定理，所述交比定理是：若A,B,C,D為直線上l₁的任意四點(diǎn)，則公式(1)定義的R稱為交比，

根據(jù)所述的交比定理，確定基準(zhǔn)尺端點(diǎn)A和D兩點(diǎn)的具體方法包括如下步驟：

(a)A、B、C、D在基準(zhǔn)尺制作時(shí)近直線排列，根據(jù)成像幾何關(guān)系，四點(diǎn)的成像仍然保持直線排列，根據(jù)找到的B和C點(diǎn)計(jì)算所在的直線L；

(b)自動(dòng)設(shè)定直線度閾值T1，即基準(zhǔn)尺端點(diǎn)偏離直線L的距離閾值；

(c)建立候選點(diǎn)集P_set，根據(jù)直線方程，尋找所有特征點(diǎn)離直線距離滿足直線度閾值T1要求的點(diǎn)集P_set；

(d)自動(dòng)設(shè)定距離閾值T2BL、T2BH、T2CL、T2CH，即距離B、C點(diǎn)的距離范圍低閾值和高閾值；

其中確定低閾值和高閾值的方法是通過BC在像面上的距離，計(jì)算BC段的物像比，并根據(jù)物像比計(jì)算AB和CD的像面距離，然后分別該距離的80％和120％作為對(duì)應(yīng)的低閾值和高閾值；

(e)從候選點(diǎn)集P_set中，結(jié)合距離閾值T2BL、T2BH、T2CL、T2CH，篩選出A、D點(diǎn)的候選點(diǎn)集P_setA和P_setB，同時(shí)，根據(jù)B、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)，可以剔除位于B、C點(diǎn)之間的候選點(diǎn)；

(f)設(shè)定交比閾值T3，表示基準(zhǔn)尺4點(diǎn)交比值與其成像交比值的最大偏差；

(g)利用交比定理，分別從候選點(diǎn)集P_setA和P_setB中進(jìn)一步確定A、D點(diǎn)，以最接近基準(zhǔn)尺交比條件且小于交比閾值T3的標(biāo)志點(diǎn)組合作為A、D點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主體的材料為因鋼或碳纖維材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)長度端點(diǎn)采用球形自反射標(biāo)志點(diǎn)，所述標(biāo)志點(diǎn)基體采用Y40Mn易切削鋼，并做發(fā)黑氧化處理，球體部分外部噴涂貓眼型自反射材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)尺識(shí)別編碼由15個(gè)數(shù)據(jù)位組成，所述15個(gè)數(shù)據(jù)位包括起始區(qū)、終止區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)三個(gè)區(qū)域，所述起始區(qū)和終止區(qū)的固定碼值是11110和0111。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像預(yù)處理的方法為二值化方法中基于最大類間差的自適應(yīng)閾值分割方法-大津法。