[發明專利]基于相機陣列的測量方法及測量系統

在審

• 申請號: 201711285814.4
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107966100A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 江浩
• 申請（專利權）人: 江浩
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 唐清凱

技術領域

本發明涉及測量技術領域，特別是涉及基于相機陣列的測量方法及測量系統。

背景技術

視覺測量是利用計算機對圖像或視頻進行處理，實現對二維或三維場景的識別、測量、感知和理解等功能。在自動化加工技術領域，視覺測量的應用越來越廣泛，傳統的零件尺寸測量方法與設備已經無法滿足產品高效率的在線實時測量測量的要求，尤其是對于大尺寸產品或零件的精準測量變得尤為重要。

通常，相機的視場幅面與其圖像精度密切相關，單相機的視場范圍有限，當產品或零件尺寸超過單相機的視場范圍時，若直接采用更大幅面的相機也無法滿足更大視場的需要，而且相機分辨率越大數據采集和處理也越慢，價格也更高。而若采用多相機進行聯合測量，則需要對采集的多幅圖像事先進行拼接后再進行視覺測量。由于傳統的多相機圖像的拼接方法，不僅計算過程繁瑣、計算量大，而且拼接效率和拼接質量有待進一步提高，不利于在線精確測量的應用。

發明內容

基于此，有必要針對上述對于大尺寸產品或零件測量中所存在的技術問題，提供一種方案。

一種基于相機陣列的測量方法，包括：

采用標定板對相機陣列中的各相機進行聯合標定，獲取標定板實際圖像和標定板在相機陣列中的平面圖像兩者之間的映射關系；

獲取相機陣列中目標物體在各相機的平面圖像，并將獲取的像素坐標信息統一到全局坐標中；

根據所述映射關系獲取所述像素坐標信息對應的物理坐標信息，經過數據處理以實現對目標物體的測量。

在其中一一個實施例中，所述標定板的各矩陣圖案包含其對應的坐標信息。

在其中一個實施例中，所述標定板的陣列圖案包含二維碼陣列。

在其中一個實施例中，所述相機陣列中的每個相機視場中至少包含3個二維碼陣列。

在其中一個實施例中，任一所述二維碼中心包含用于物理坐標定位的中心圓標。

在其中一個實施例中，所述二維碼包含具有表征二維碼中心的不同物理坐標的內容。

在其中一個實施例中，所述采用標定板對相機陣列中的各相機進行聯合標定的具體步驟為：

步驟S101、固定所有相機；

步驟S102、將標定板放置于基準平面上，獲取標定板在各相機的平面圖像；

步驟S103、標定所有相機，并將所有相機獲取的平面圖像的像素坐標統一化到全局坐標中。

本發明還提供一種基于相機陣列的測量系統，包括：

圖像采集裝置，通過圖像采集裝置中的相機陣列采集標定板和目標物體的平面圖像；

標定板，包含陣列圖案，用以聯合標定相機陣列中各相機；

存儲器，用以存儲聯合標定后所標定板實際圖像和標定板在相機陣列中的平面圖像兩者之間的映射關系；

處理器，用以根據聯合標定后所獲取相機的內參和外參以及標定板實際圖像和標定板在相機陣列中的平面圖像兩者之間的映射關系，將獲取的目標物體圖像的像素坐標信息統一到同一全局坐標中，根據該映射關系獲取該像素坐標信息對應的物理坐標信息，經過數據處理以實現對目標物體的測量。

在其中一個實施例中，所述標定板的陣列圖案包含二維碼陣列。

在其中一個實施例中，所述相機陣列中的每個相機視場中至少包含3個二維碼陣列。

在其中一個實施例中，任一所述二維碼中心包含用于物理坐標定位的中心圓標，且所述二維碼包含具有表征二維碼中心圓標的不同物理坐標的內容。

上述測量方法及測量系統，通過采用標定板對相機陣列進行聯合標定以獲取圖像之間的映射關系，并將圖像中的像素坐標統一到一個坐標系中，以實現高精度測量。由于采用二維碼陣列圖案作為標定板，二維碼具有包含二維碼中心的物理坐標的編碼字符串信息，如此可通過掃描二維碼直接獲取該單個二維碼圖案的中心點的像素坐標與物理坐標的一一對應關系。在標定過程中，相比于采用傳統的標定板可簡化標定過程的計算量，優化標定結果。

附圖說明

圖1為本發明的基于相機陣列的測量方法的流程圖。

圖2位本發明的二維碼陣列圖案的標定板的結構示意圖。

圖3為本發明的對相機陣列中的各相機進行聯合標定的具體步驟的流程圖。

具體實施方式