[發明專利]圓鋼端面雙目圖像視差求取方法

在審

• 申請號: 201710878574.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107657624A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 張付祥;李偉峰;黃風山
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/30;G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于雙目視覺的物體端面求取中心點視差的方法，尤其是涉及一種圓鋼端面雙目圖像的視差求取方法。

背景技術

圓鋼是當前鋼鐵行業的主要產品，更是工業領域重要的生產加工原材料。在不同行業對于圓鋼的質量要求也是不同的，鋼鐵行業所生產的圓鋼規格也是多種多樣，為了區分不同種類、規格的圓鋼，需要為圓鋼粘貼標簽，以便于識別圓鋼的一些基本信息。購貨商可以通過標簽了解到圓鋼的直徑、長度以及生產爐號、成分、生產日期等信息。

目前，標簽都是粘貼在圓鋼的端面處，隨著計算機視覺的發展，應用機器人自動貼標代替人工手動貼標成為了發展趨勢。機器人貼標具有速度快、精度高、自動化等特點。要想實現機器人的準確貼標，首先要為機器人提供準確的圓鋼端面坐標，但是由于鋼廠生產環境復雜，照明不足，相機在提取圖片時需要增加照明，這樣圓鋼端面就會出現反光，獲得的圖像在圓鋼端面處會出現白色區域，此區域就是影響立體匹配的一種常見因素弱紋理。目前雙目視覺中一般都是運用立體匹配來尋找兩幅圖像的匹配點，立體匹配的算法很多，其本質都是通過一幅圖像上某點或者此點周邊一些點的特征與另一幅圖上的每一個點進行匹配，這些方法的運算量都很大，而且在弱紋理區域會出現匹配錯誤，無法準確找出圓鋼中心點的匹配點，進而導致立體匹配誤差較大。目前，還沒有針對圓鋼端面雙目圖像視差求取的有效方法。

發明內容

基于以上原因，本發明旨在提出一種針對圓鋼端面雙目圖像情況下求取圓鋼端面中心視差的一種方法，為最終建立基于雙目視覺的自動貼標系統奠定技術基礎。

本發明是根據圓鋼端面貼標的特點提出的一種求取視差的簡化方法，對于圓鋼貼標不需要將整幅圖像的視差都求出來，只需要將圓鋼端面中心點的視差求取出來即可，因此只需要對兩幅圖像圖像進行單獨處理，提取出圓鋼的邊緣信息，通過擬合將圓鋼邊界擬合成圓形，兩幅圖像的圓心點即為對應的匹配點，由此可以得到對應點的視差值，此外由于圓鋼端面形狀比較規則而且直徑已知，擬合出來的圓形精度較好，由此確定的圓心坐標偏差較小，而本方法就是通過兩幅圖像圓心坐標的差值來確定視差的，所以其視差值精度也較好。

基于雙目視覺的圓鋼端面雙目圖像的視差方法包括如下步驟：

（1）前期準備及圖像處理；

（2）圓鋼雙目圖像圓形擬合；

（3）求取圓鋼端面圓心的視差。

本發明的有益技術效果包括：

（1）分別對兩幅圖像的圓鋼邊界進行擬合確定出中心坐標，即可獲得對應圓鋼端面中心點的視差值；

（2）圓鋼端面邊界擬合時已知圓鋼的直徑信息，可以得到比較精確的輪廓邊界，降低誤差。

附圖說明

圖1是本發明圓鋼端面雙目圖像視差求取方法的流程圖；

圖2是本發明方法采用的雙目視覺測量系統與坐標系示意圖。

具體實施例：

下面結合附圖1-2說明本方法。

以φ60圓鋼為例說明本發明的應用，首先建立一個雙目視覺系統，圓鋼水平放置，雙目相機布置在圓鋼端面的前部。C_l和C_r分別代表左相機和右相機的光心位置，沿X軸水平放置。以C_l為原點建立XYZ坐標系，X軸水平朝右為正方向，Z軸向后為正方向，Y軸符合右手定則、向下為正方向。C_l、C_r的距離稱為基線b，x為成像平面與X平行，它們之間的距離為焦距f。

本發明圓鋼端面雙目圖像視差求取方法的步驟如下：

1、前期準備及圖像處理

（1）雙目相機標定

采用傳統的張正友標定法，利用MATLAB標定工具箱進行雙目標定的。在標定時標定板放置在圓鋼端面的工位處，每個相機取最少3張不同角度的圖像，利用MATLAB標定工具箱相機進行標定獲得其各自的內、外參，相機內、外參的標準形式如下：

A為內參矩陣，其形式為：