[發明專利]基于單目視覺的物體旋轉角度與平移距離的測量方法

有效

• 申請號: 202011005686.5
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112229331B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 卜雄洙;朱宇韓;宋揚;谷世舉;張新磊;趙振南
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/26;G06T7/80
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于單目視覺的物體旋轉角度與平移距離的測量方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1、調節相機視野，確保視野中能看到待檢測矩形物體組成一個頂點的三條邊及這三條邊所組成的頂點；

步驟2、標定距離系數K：用一個比例與鏡頭成像的比例相同的紙板，調整紙板與鏡頭之間的距離，使得紙板剛剛充滿整個畫面，記錄下紙板與鏡頭之間的距離L，紙板的高度H，設鏡頭主軸與紙板上邊界之間的夾角為α，L′為攝像頭里紙板與鏡頭之間的距離，H′為攝像頭里紙板的高度；在檢測到的三條邊中指定一條旋轉角度最小的為初始直線，初始直線的初始角度為θ₀，上述三條邊組成的初始頂點坐標為(x₀,y₀)，則

tan(α)＝H/(2＊L)＝H′/(2＊L′)

L′＝(H′＊L)/H

K＝R*H′*L

步驟3、通過Hough變換檢測直線；記錄指定直線n次輸出角度θ₁,θ₂……θ_n；取平均值，最后指定直線的角度θ_i為：

θ_i＝(θ₁+θ₂+……+θ_n)/n

則θ₀與θ_i的差值即為物體的旋轉角度；

步驟4、選取與指定直線成30°-90°的直線，計算兩條直線的交點，視野中兩直線的頂點坐標分別為(line1.x₁，line1.y₁),(line1.x₂，line1.y₂),(line2.x₁，line2.y₁),(line2.x₂，line2.y₂)，計算交點坐標(x_i,y_i)；

步驟5、根據距離系數K計算平移距離Δx與Δy。

2.根據權利要求1所述的基于單目視覺的物體旋轉角度與平移距離的測量方法，其特征在于，紙板比例與鏡頭成像的比例均為4:3。

3.根據權利要求1所述的基于單目視覺的物體旋轉角度與平移距離的測量方法，其特征在于，步驟4中，計算臨時變量a₁，b₁，c₁，a₂，b₂，c₂，則交點坐標(x_i,y_i)為：

a₁＝line1.y₂-line1.y₁

b₁＝line1.x₁-line1.x₂

c₁＝line1.x₂*line1.y₁-line1.x₁*line1.y₂

a₂＝line2.y₂-line2.y₁

b₂＝line2.x₁-line2.x₂

c₂＝line2.x₂*line2.y₁-line2.x₁*line2.y₂

x_i＝((b₁*c₂-b₂*c₁)/(a₁*b₂-a₂*b₁))

y_i＝((c₁*a₂-c₂*a₁)/(a₁*b₂-a₂*b₁))。

4.根據權利要求1或3所述的基于單目視覺的物體旋轉角度與平移距離的測量方法，其特征在于，步驟5中，Δx＝(x_i-x₀)*K，Δy＝(y_i-y₀)*K。