[發(fā)明專利]一種多激光線快速檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910209663.7
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN111721194A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢超超;董霄劍;張瑞凱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京偉景智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01D21/02;G06T7/50;G06T7/521;G06T7/70;G06T7/80
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1.一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：以被測物體所在平臺為基準(zhǔn)面，在基準(zhǔn)面上方架設(shè)由雙目立體相機和線激光發(fā)射器組成的雙目立體相機模組，使線激光發(fā)射器發(fā)射的線激光長度足夠掃過被測物體上表面，而雙目立體相機能夠攝取到激光線，雙目立體相機和線激光發(fā)射器的位置保持相對固定。

S2：每個所述雙目立體相機模組通過雙目立體相機的左攝像頭和右攝像頭分別獲取被測物體的左圖像和右圖像，對左圖像和右圖像進(jìn)行立體校正；

對校正后的左視圖和校正后的右視圖進(jìn)行匹配得到線激光成像匹配點對；

根據(jù)所述線激光匹配點對得到左右視圖視差，并根據(jù)所述左右視圖視差計算得到被測物體的三維信息。

S3：對多個所述雙目立體相機進(jìn)行位姿關(guān)系的標(biāo)定，通過RT關(guān)系進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換換算到同一個坐標(biāo)系下。

S4：通過標(biāo)定結(jié)果融合同一時刻的每個所述雙目立體相機模組獲取的被測物體的實時深度圖像數(shù)據(jù)和實時姿態(tài)數(shù)據(jù)，分別計算對應(yīng)標(biāo)定物在各個雙目立體相機坐標(biāo)系的三維位置，以此進(jìn)行所述雙目立體相機間位姿關(guān)系RT的求解，以得到完整的三維數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，在所述步驟S1中，所述線激光發(fā)射器內(nèi)置于所述雙目立體相機中，或所述線激光器外掛于所述雙目立體相機上并與所述雙目立體相機形成共體結(jié)構(gòu)或所述線激光發(fā)射器與所述雙目立體相機采用分體式安裝。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，在所述步驟S1中，所述雙目立體相機模組的數(shù)量大于等于兩組。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述每個雙目立體相機采集到的三維數(shù)據(jù)都帶有時間信息，此時間信息稱為時間戳。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述多個的雙目立體相機模組協(xié)同工作，保持所述雙目立體相機間的時序同步；遵守嚴(yán)格時間同步法和相對時間同步法，所述嚴(yán)格時間同步法，即，通過外部觸發(fā)信號觸發(fā)，多雙目立體相機同時進(jìn)行曝光，且曝光時間相同；所述相對時間同步法，即，上位機觸發(fā)多個雙目立體相機進(jìn)入流模式，且在同一時刻同時設(shè)置各雙目立體相機計時器清零(即同步時間戳)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，在所述步驟S2中，進(jìn)行多個雙目立體相機標(biāo)定時，當(dāng)存在各雙目立體相機間的左右攝像機的有效視野時，將標(biāo)定物置于待測區(qū)域的公共有效視野中，并分別標(biāo)定物對應(yīng)靶點在各個雙目相機坐標(biāo)系的三維位置，求解雙目立體相機間的位姿關(guān)系；

當(dāng)不存在各雙目立體相機間的左右攝像機的有效視野時，將已知相對信息的標(biāo)定物通過雙目立體相機拍攝計算不同部分的靶點，并依照標(biāo)定物本身的特點進(jìn)行相機間不同靶點的位置換算：

{R|t}·P1＝P2(1)

其中，空間中任意一點P，在雙目立體相機模組中的坐標(biāo)分別為P1、P2，定義P1為轉(zhuǎn)換前的位姿，P2為轉(zhuǎn)換后的位姿，經(jīng)過{R|t}坐標(biāo)關(guān)系矩陣計算后得到P2為轉(zhuǎn)換后的位姿，

即，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，在所述

步驟S3中，所述雙目立體相機模組分別獲取到被測物體的三維數(shù)據(jù)，將多組三維數(shù)據(jù)以統(tǒng)一標(biāo)定坐標(biāo)系為原點，立體匹配各組視圖的相同特征，得到被測物體的整體三維數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，在所述步驟S3中，對所述雙目立體相機攝取的激光線位置信息進(jìn)行分析，得到激光線上激光點在坐標(biāo)系下的立體點坐標(biāo)；

我們認(rèn)為空間中任意一點P，在雙目模組1和雙目模組2中的坐標(biāo)分別為Pl，Pr，那么他們滿足關(guān)系式

{R|t}·Pl＝Pr (3)

Pl為4乘N矩陣，求Pl的偽逆，即：

{R|t}＝Pr·Inv(Pl) (4)

即可求得所述雙目立體相機間位姿關(guān)系RT的解，數(shù)據(jù)融合得到完整的被測物體三維數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多激光線快速檢測方法，其特征在于，所述求Pl的偽逆的方法可以為直接法(最小二乘法)、SVD分解法和QR分解法。