[發(fā)明專利]一種基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910231377.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN110031187B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷自力;王杰;劉曉軍;趙麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1利用定焦鏡頭組件與遠(yuǎn)心鏡頭組件分別獲取多個(gè)不同高度標(biāo)定量塊在不同標(biāo)定位置的高度像素值及標(biāo)定量塊中心至載物臺(tái)邊緣的距離像素值，并基于高度像素值與距離像素值獲得各標(biāo)定量塊的距離系數(shù)；

S2根據(jù)各標(biāo)定量塊的距離系數(shù)計(jì)算距離系數(shù)均值k：

其中，m為標(biāo)定量塊總數(shù)量，k_p為第p個(gè)標(biāo)定量塊的距離系數(shù)；

S3計(jì)算標(biāo)定量塊名義高度與高度像素值的轉(zhuǎn)換系數(shù)K：

其中，H_p為第p個(gè)標(biāo)定量塊的名義高度，h_p0為第p個(gè)標(biāo)定量塊放置在載物臺(tái)邊緣且位于定焦鏡頭視場(chǎng)中心時(shí)的高度像素值；

S4根據(jù)距離系數(shù)均值k和轉(zhuǎn)換系數(shù)K構(gòu)建高度測(cè)量模型：

H＝K×(h′-k×L′)

其中，H為待測(cè)對(duì)象的高度，h′為定焦鏡頭組件測(cè)得的待測(cè)對(duì)象的高度像素值，L′為遠(yuǎn)心鏡頭組件測(cè)得的待測(cè)對(duì)象中心相對(duì)于載物臺(tái)邊緣的距離像素值。

2.如權(quán)利要求1所述的基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定方法，其特征在于，步驟S2中的第p個(gè)標(biāo)定量塊的距離系數(shù)k_p采用如下方式獲得：

S11將第p個(gè)標(biāo)定量塊置于載物臺(tái)且位于定焦鏡頭的視場(chǎng)中心，開始沿著載物臺(tái)水平移動(dòng)n次，通過定焦鏡頭組件得到標(biāo)定量塊在不同標(biāo)定位置的高度像素值，通過遠(yuǎn)心鏡頭組件得到標(biāo)定量塊中心至載物臺(tái)邊緣在不同標(biāo)定位置的距離像素值；

S12基于不同標(biāo)定位置的高度像素值和距離像素值根據(jù)線性關(guān)系式h_p＝h_p0+k_p×L_p通過最小二乘擬合算法得出第p個(gè)標(biāo)定量塊的距離系數(shù)k_p，擬合計(jì)算過程中h_p和L_p的對(duì)應(yīng)取值分別為第p個(gè)標(biāo)定量塊在n個(gè)不同標(biāo)定位置的高度像素值和距離像素值，h_p0為第p個(gè)標(biāo)定量塊放置在載物臺(tái)邊緣且位于定焦鏡頭視場(chǎng)中心時(shí)的高度像素值。

3.如權(quán)利要求1所述的基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)心鏡頭組件包括遠(yuǎn)心鏡頭及與其相連的CCD。

4.如權(quán)利要求1所述的基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定方法，其特征在于，所述定焦鏡頭組件包括定焦鏡頭及與其相連的CCD。

5.一種基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于包括：

定焦鏡頭組件，其用于獲取不同高度標(biāo)定量塊的高度像素值；

遠(yuǎn)心鏡頭組件，其用于獲取不同高度的標(biāo)定量塊的中心位置至載物臺(tái)邊緣的距離像素值；

距離系數(shù)計(jì)算模塊，其基于各高度像素值與距離像素值獲得各標(biāo)定量塊的距離系數(shù)；

距離系數(shù)均值計(jì)算模塊，其根據(jù)各標(biāo)定量塊的距離系數(shù)計(jì)算距離系數(shù)均值；

轉(zhuǎn)換系數(shù)計(jì)算模塊，其用于計(jì)算標(biāo)定量塊名義高度與高度像素值的轉(zhuǎn)換系數(shù)；

高度測(cè)量模型，其基于距離系數(shù)均值和轉(zhuǎn)換系數(shù)構(gòu)建實(shí)際高度與高度像素值和距離像素值的轉(zhuǎn)換關(guān)系式。

6.如權(quán)利要求5所述的基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)定量塊的距離系數(shù)均值采用如下公式計(jì)算：

其中，m為標(biāo)定量塊總數(shù)量，k_p為第p個(gè)標(biāo)定量塊的距離系數(shù)。

7.如權(quán)利要求5所述的基于定焦鏡頭的高度標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)定量塊名義高度與高度像素值的轉(zhuǎn)換系數(shù)采用如下公式計(jì)算：

其中，K為標(biāo)定量塊名義高度與高度像素值的轉(zhuǎn)換系數(shù)，H_p為第p個(gè)標(biāo)定量塊的名義高度，h_p0為第p個(gè)標(biāo)定量塊放置在載物臺(tái)邊緣且位于定焦鏡頭視場(chǎng)中心時(shí)的高度像素值。