[發(fā)明專利]一種基于激光的圖像測量方法、系統(tǒng)及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710353553.9
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107101580B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳坤龍
• 申請（專利權(quán)）人: 金錢貓科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C11/00
• 代理公司: 福州市博深專利事務(wù)所(普通合伙)35214
• 代理人: 林志崢

1.一種基于激光的圖像測量方法，其特征在于，包括步驟：

S1、預(yù)設(shè)攝像機的初始位置，旋轉(zhuǎn)攝像機，使得拍攝區(qū)域位于攝像機的顯示區(qū)域內(nèi)，得到攝像機旋轉(zhuǎn)角度值；

S2、調(diào)節(jié)設(shè)置在攝像機上的激光射出的激光束方向，使得位于拍攝區(qū)域內(nèi)的激光點位于攝像機的顯示區(qū)域的中心位置，拍攝得到二維圖像；

S3、根據(jù)激光獲取攝像機到拍攝區(qū)域的測距距離，計算得到攝像機的平移值；

S4、獲取預(yù)設(shè)的攝像機內(nèi)部參數(shù)，根據(jù)攝像機旋轉(zhuǎn)角度值、攝像機的平移值和攝像機內(nèi)部參數(shù)，計算得到所述拍攝區(qū)域的二維圖像與三維世界空間的映射關(guān)系；

S5、獲取二維圖像上待測物的坐標值，代入二維圖像與三維世界空間的映射關(guān)系中，計算得到所述待測物在三維世界空間的測量值；

其中，所述步驟S1具體為：

擺放攝像機，使攝像機的光軸與拍攝區(qū)域的地面ρ平行，作為攝像機的初始位置，以攝像機的光軸起始點為原點O_c，以攝像機的光軸為Z_c軸，建立攝像機的第一參考坐標系X_cY_cZ_c；旋轉(zhuǎn)攝像機至拍攝區(qū)域，使得拍攝區(qū)域位于攝像機的顯示區(qū)域內(nèi)，得到攝像機旋轉(zhuǎn)角度值，所述攝像機旋轉(zhuǎn)角度值包括垂直角度α和水平角度β；

步驟S2具體為：

調(diào)節(jié)設(shè)置在攝像機上的激光射出的激光束方向，使得位于拍攝區(qū)域內(nèi)的激光點位于攝像機的顯示區(qū)域的中心位置，拍攝得到二維圖像；建立所述二維圖像的平面參考坐標系；

以攝像機的光軸起始點為原點O_c′，以攝像機的光軸為Z_c′軸，建立攝像機的第二參考坐標系X_c′Y_c′Z_c′；以拍攝區(qū)域的地面ρ上的激光點為原點O_w，以第一參考坐標系X_cY_cZ_c的坐標軸方向為參考方向，建立三維世界參考坐標系X_wY_wZ_w；

步驟S3具體為：

根據(jù)激光獲取攝像機到拍攝區(qū)域的測距距離步驟S1得到的垂直角度α和水平角度β，代入攝像機的外部參數(shù)旋轉(zhuǎn)R和攝像機外部參數(shù)平移t；

R=1000cosαsinα0-sinαcosαcosβ0-sinβ010sinβ0cosβ,t=00Oc′Ow‾;]]>

將攝像機的外部參數(shù)旋轉(zhuǎn)R和攝像機外部參數(shù)平移t代入第二參考坐標系X_c′Y_c′Z_c′與三維世界參考坐標系X_wY_wZ_w之間的轉(zhuǎn)換模型；所述轉(zhuǎn)換模型為：

Xc′Yc′Zc′1=Rt0T1XwYwZw1;]]>

步驟S4具體為：

獲取預(yù)設(shè)的攝像機內(nèi)部參數(shù)K，根據(jù)攝像機的外部參數(shù)旋轉(zhuǎn)R、攝像機外部參數(shù)平移t和攝像機內(nèi)部參數(shù)K，計算得到所述拍攝區(qū)域的二維圖像與三維世界空間的映射關(guān)系；所述映射關(guān)系表示三維世界參考坐標系上一點的齊次坐標(X_w，Y_w，Z_w，1)與該點映射到二維圖像的平面參考坐標系上的齊次坐標(u，v，1)之間的關(guān)聯(lián)；所述映射關(guān)系為：

Zcuv1=KRt0T1Xw0Zw1.]]>