[發明專利]管路端頭空間位姿測量方法及系統

在審

• 申請號: 202011167106.2
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112381847A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張一弛;張繼耀;李磊剛;任茂棟
• 申請（專利權）人: 新拓三維技術（深圳）有限公司
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/66;G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 黃議本

1.一種管路端頭空間位姿測量方法，其特征在于，包括：

對包括多個相機的測量系統進行標定，獲取各個所述相機的內參數和外參數；

采集管路圖像；

對所述管路圖像中的端頭區域進行亞像素邊緣提取，并對所述邊緣進行形狀擬合；

進行圖像篩選，以減少對所述管路圖像中的端頭區域進行亞像素邊緣提取時亞像素邊緣提取誤差引入的端頭邊緣點重建誤差；

根據擬合結果獲得管路端頭中心點空間坐標初值以及管路端面法向量初值；

根據所述中心點空間坐標初值和所述法向量初值構建投影平面并迭代優化，實現所述管路端頭的空間位姿測量。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，對包括多個相機的測量系統進行標定，獲取各個所述相機的內參數和外參數，具體包括：通過包括環形編碼點和圓形非編碼點的標定板對測量系統進行標定以獲得各個相機的內參數和外參數。

3.根據權利要求2所述方法，其特征在于，通過包括環形編碼點和圓形非編碼點的標定板對測量系統進行標定以獲得各個相機的內參數和外參數，具體包括：

利用攝影測量原理測量標定板上環形編碼點和圓形非編碼點的三維空間數據；

利用攝影測量空間后方交會原理，根據采集到的標定圖像計算得到視覺定位模塊中多個相機的內外方位參數。

4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，采集管路圖像，具體包括：將待測量管路置于背光板上，使用標定后的所述測量系統采集不同視角下的管路圖像。

5.根據權利要求1所述方法，其特征在于，對所述管路圖像中的端頭區域進行亞像素邊緣提取，并對所述邊緣進行形狀擬合，包括：

利用canny算子對端頭區域進行整像素邊緣檢測，獲得整像素邊緣點以及梯度方向；

沿所述整像素邊緣點的梯度方向插值得到所述整像素邊緣點的鄰域像素點的梯度，使用所述整像素邊緣點的梯度方向以及所述鄰域像素點的梯度進行三次樣條曲線擬合，找到梯度極大值處作為所述整像素邊緣點對應的亞像素邊緣點；

對得到的所述亞像素邊緣點進行形狀擬合。

6.根據權利要求1所述方法，其特征在于，對所述邊緣進行形狀擬合具體為：對所述邊緣進行橢圓擬合。

7.根據權利要求6所述方法，其特征在于，根據擬合結果獲得管路端頭中心點空間坐標初值以及管路端面法向量初值包括：

根據橢圓擬合結果計算橢圓中心點坐標，利用多視角幾何原理進行端頭中心點重建，獲得端頭中心點空間坐標初值；

根據橢圓擬合結果計算每個視角下橢圓長軸與x軸的夾角獲得端面法向量初值。

8.根據權利要求6所述方法，其特征在于，進行圖像篩選具體為：根據橢圓擬合結果中橢圓長軸長度與短軸長度計算橢圓長短軸長度之比來對圖像進行篩選。

9.一種管路端頭空間位姿測量系統，其特征在于：能實現根據權利要求1至8任一項所述方法。

10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，包括：所述計算機可讀存儲介質中存儲有程序指令，所述程序指令被計算機的處理器執行時使所述處理器執行根據權利要求1至8任一項所述方法。