[發明專利]一種基于測量平差的雙目相機坐標系配準方法

有效

• 申請號: 202011153584.8
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112304220B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 萬安;趙越;李轉霞;魏述燕;張少亮;馬智萌;董和媛;劉昶;陳穎;鞠麗梅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京智澤德世專利商標代理事務所(普通合伙) 11934
• 代理人: 馬龍

一種基于測量平差的雙目相機坐標系配準方法，包括步驟：S1，固定雙目相機A和雙目相機B；S2，將配準塊置于雙目相機A正前方，充滿雙目相機A的測量視野，用雙目相機A測量配準塊上基準點的坐標，計算基準點兩兩之間的距離值L_ij；S3，將配準塊置于第一配準位置，雙目相機A和雙目相機B測量基準點坐標，得到測量值M_Ak和M_Bk，k＝1,2,3,4；S4，對距離值L_ij和測量值M_Ak和M_Bk進行測量平差優化，得到優化值L_1ij、N_Ak和N_Bk，k＝1,2,3,4；S5，將配準塊置于第二配準位置，重復步驟S3和S4中的測量和測量平差，得到優化值L_1ij、N_Ak和N_Bk，k＝5,6,7,8；S7，對矩陣N_A和N_B進行最小二乘配準，得到雙目相機A坐標系和雙目相機B坐標系之間的旋轉矩陣R和平移向量T，提高了雙目相機坐標系的配準精度。

技術領域

本發明涉及視覺測量領域，尤其涉及一種雙目相機坐標系配準方法。

背景技術

雙目相機是一種視覺測量儀器，廣泛應用于視覺測量領域。在應用雙目相機對物體進行測量時，由于物體表面的遮擋，一臺雙目相機無法一次完成對同一物體多個表面的測量任務，需要應用多臺雙目相機，將多臺雙目相機的測量結果融合在一起，形成物體的測量數據。為此，就需要獲得多臺雙目相機坐標系之間的轉換關系，即進行雙目相機坐標系的配準。

雙目相機坐標系的配準一般采用基準點配準的方法。即固定若干個基準點，讓兩臺雙目相機分別對這些基準點進行測量，對兩臺雙目相機的測量值進行基準點配準計算，求得兩臺雙目相機坐標系之間的旋轉矩陣和平移向量。但是采用上述方法的配準精度較低，尤其是當兩臺雙目相機之間的公共測量視野范圍較小時，給基準點的設置帶來較大困難，導致可設置的基準點的數量較少，基準點的布局也較差，從而降低了雙目相機坐標系配準的精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于測量平差的雙目相機坐標系配準方法，以解決雙目相機坐標系配準精度較低的問題。

本發明一種基于測量平差的雙目相機坐標系配準方法，通過測量平差提高雙目相機對基準點的測量精度，從而提高雙目相機坐標系的配準精度，包括以下步驟：

S1.穩固放置好雙目相機A和雙目相機B，使得雙目相機A和雙目相機B的測量視野有部分重合；

S2.將配準塊放置在雙目相機A正前方，使其充滿雙目相機A的測量視野，記為標定位置。所述配準塊為一正方體，它的一個表面上粘貼有4個基準點，稱為測量表面；所述基準點為視覺測量領域常用的圓形標記點；

S3.用雙目相機A測量配準塊上的4個基準點的圓心坐標(x_i,y_i,z_i)，i＝1,2,3,4，計算4個基準點的圓心之間的距離i,j＝1,2,3,4，i≠j；

S4.將配準塊置于雙目相機A和雙目相機B測量視野的重合部分內，使得雙目相機A和雙目相機B可同時測量到配準塊上的基準點，記為第一配準位置；

S5.用雙目相機A和雙目相機B分別測量配準塊上的4個基準點，分別得到基準點的圓心在雙目相機A坐標系下的測量值M_Ak和在雙目相機B坐標系下的測量值M_Bk，k＝1,2,3,4；

S6.對距離值L_ij和步驟S5中的測量值M_Ak和M_Bk進行測量平差優化，得到優化值L_1ij,i,j＝1,2,3,4，i≠j、N_Ak和N_Bk，k＝1,2,3,4；