[發明專利]高精度大視場機器視覺測量與標定裝置及方法

在審

• 申請號: 201810617905.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN109099883A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 夏紅偉;張昊翔;馬廣程;馬長波;王常虹
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01C3/02
• 分類號: G01C3/02;G01C11/02;G01S11/12
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 范光曄

1.高精度大視場機器視覺測量與標定裝置，其特征在于，所述高精度大視場機器視覺測量與標定裝置包括工業相機(1)、相機支架(2)、圖像采集卡(3)和工控機(4)，相機支架(2)與工業相機(1)固定連接，4個工業相機(1)分別位于每個視場子區域的上方，工業相機(1)的信號輸出端與圖像采集卡(3)的信號輸入端連接，圖像采集卡(3)的輸出端與工控機(4)的輸入端連接。

2.高精度大視場機器視覺測量與標定方法，其特征在于，所述高精度大視場機器視覺測量與標定方法的具體步驟為：

步驟一：定義多相機視場拼接時使用的坐標系；

步驟二：根據建立完成的相關坐標系，通過平面靶標確定相機坐標系之間坐標變換矩陣；

步驟三：求得相機坐標系之間的坐標變換關系后，進一步求出相機坐標系與總體世界坐標系之間變換矩陣的方法，從而實現多相機的全局標定；

步驟四：將多個相機的測量數據統一到同一個相機坐標系中，最后將該相機坐標系中的數據變換到總體世界坐標系中。

3.根據權利要求2所述的高精度大視場機器視覺測量與標定方法，其特征在于，所述定義多相機視場拼接時使用的坐標系的具體過程為：在待測目標運動平面上建立總體世界坐標系GCS，在每個相機上建立相機坐標系CCSi(i＝1,2,3,4)。

4.根據權利要求3所述的高精度大視場機器視覺測量與標定方法，其特征在于，所述通過平面靶標確定相機坐標系之間坐標變換矩陣的方法的具體過程為：首先通過靶標特征點建立CCS1、CCS2與靶標坐標系TCS之間的關系，然后確定靶標平面與圖像平面之間的單應矩陣，最后確定CCS1和CCS2之間的變換矩陣。

5.根據權利要求2所述的高精度大視場機器視覺測量與標定方法，其特征在于，所述相機坐標系與總體世界坐標系之間變換矩陣的方法的具體過程為：在待測物體運動平臺上放置平面靶標，靶標特征點在總體世界坐標系GCS中的坐標已知，在相機坐標系CCS1中的坐標可以計算得到，由此可確定CCS1和GCS之間的變換矩陣，同理可求得其他相機坐標系與總體世界坐標系之間的變換矩陣，從而實現對多相機的全局標定。