[發明專利]基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定方法與系統

有效

• 申請號: 202011335534.1
• 申請日: 2020-11-22
• 公開（公告）號: CN112288827B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 徐觀;沈慧;李曉韜;張立斌;陳熔;劉玉梅;林慧英;戴建國;單紅梅;朱堯平;賀微;陳芳
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定方法與系統，旨在解決基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定的問題。基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定方法主要包括四個步驟：解算從圓柱靶標(8)到第一攝像機(3)及第二攝像機(5)坐標系轉換的單應矩陣、解算激光線在第一攝像機(3)坐標系下的Plücker坐標、解算激光線在第二攝像機(5)坐標系下的Plücker坐標、基于反對稱矩陣SVD分解的第一攝像機(3)坐標系與第二攝像機(5)坐標系單應矩陣的解算組成。提供了一種可用于大尺度空間檢測、性能穩定的基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定方法與系統。

技術領域

本發明涉及一種汽車檢測領域的測量設備的標定方法與系統，更具體的說，它是一種基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定方法與系統。

背景技術

汽車檢視覺檢測由于具有非接觸、成本低、精度高等優點近年來已經逐漸成為了提高汽車檢測的效率和精度的關鍵技術。利用機器視覺可以實現汽車車輪定位參數檢測、汽車軸距差檢測、汽車形貌檢測、多軸車軸偏角檢測、車型智能識別、超載檢測等多方面領域。但是目前常用的視覺檢測方法由于視場受限，無法滿足車輛等大型被測物體的形貌測量需求和多個車輪之間的定位參數等遠距離被測物體的位置測量需求，若采用多相機視覺測量系統則往往需要將所有相機的測量精確地統一在同一坐標系下而完成檢測。然而，一個重要的問題是單個相機的視場有限，為了擴大視場而采用的多個相機可能具有非重疊視場，很難建立公共的空間約束，特別是在一些復雜的相機空間分布中，例如長工作距離，非對稱的工作角度或狹窄的工作空間等。故提出了一種基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定方法來解決如何確定無公共視場的多個攝像機之間的位姿關系的問題，采用線激光器發出的激光線構造三維空間平面作為兩個相機坐標系轉換的橋梁，無需增加額外的獨立場景相機，且可以在激光線有效的較遠距離實現單應矩陣的解算，實現了基于線光場的汽車檢測無公共視場相機的全局統一。

發明內容

本發明針對解決在汽車檢測過程中，多個無公共視場相機之間單應關系的標定的問題，提出了一種靈活簡便、工作安全可靠、結構簡單且無需增加相機的遠距離無公共視場多相機全局標定方法與系統。通過左右兩個個攝像機分別獲取同一組激光線的坐標，以此為橋梁確定兩個攝像機之間的單應關系，實現了基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定。

結合說明書附圖，本發明采用如下技術方案予以實現：

基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定方法的具體步驟如下：

第一步：基于線光場的汽車檢測無公共視場相機全局標定的圖像采集和解算從圓柱靶標到第一攝像機及第二攝像機坐標系轉換的單應矩陣：

將第一攝像機支架、第二攝像機支架放置在地面上，第一攝像機和第二攝像機分別固定第一攝像機支架、第二攝像機支架上，根據汽車檢測對大檢測范圍的需要，第一攝像機和第二攝像機無公共視場，激光器安裝塊支架放置在地面上，激光器安裝塊固定在激光器安裝塊支架上，一組線激光器固定在激光器安裝塊上，將圓柱靶標移入第一攝像機視場范圍內，第一攝像機采集一幅包括圓柱靶標圖像用于標定第一攝像機，打開所有線激光器，第一攝像機繼續采集一幅包括圓柱靶標以及線激光器發出的激光線與圓柱靶標表面相交的投影激光線的圖像，移動圓柱靶標，第一攝像機繼續采集j(j＝1，2，…n)幅圖像；將圓柱靶標移入第二攝像機視場范圍內，第二攝像機采集一幅包括圓柱靶標以及線激光器發出的激光線與圓柱靶標表面相交的投影激光線的圖像，移動圓柱靶標，第二攝像機繼續采集j(j＝1，2...n)幅圖像；關閉所有線激光器，第二攝像機繼續采集一幅包括圓柱靶標圖像用于標定第二攝像機；

圓柱靶標坐標系與第一攝像機獲取的圖像坐標系的轉換關系為

P_T1，I1Y_T1，k＝sy_T1，k