[發明專利]基于聯動偏轉式主動視覺系統的目標坐標測量方法及系統

有效

• 申請號: 202011581566.X
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112762829B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 徐德;張迪;劉希龍;馬利平
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G05D3/12
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種基于聯動偏轉式主動視覺系統的目標坐標測量方法，所述視覺系統包括第一相機及第二相機，其特征在于，所述目標坐標測量方法包括：

將棋盤格豎直置于所述視覺系統的圖像采集范圍內，且在相機的偏轉角為0時，使所述棋盤格的表面與所述視覺系統的視覺坐標系的z軸垂直；

通過第一相機及第二相機分別采集所述棋盤格的圖像，得到第一圖像和第二圖像；

基于第一相機及第二相機的內部參數，根據第一圖像和第二圖像，得到所述視覺系統的標定參數；

所述標定參數包括第一相機的第一偏轉初始角、第二相機的第二偏轉初始角、第一相機的第一俯仰初始角、基線長度及光心偏移量；

所述相機的內部參數包括第一相機光心點的圖像橫坐標u₁₀、圖像縱坐標v₁₀，第一相機C_a1沿圖像橫坐標的放大系數k_1x、沿圖像縱坐標的放大系數k_1y；第二相機光心點的圖像橫坐標u₂₀、圖像縱坐標v₂₀，第二相機C_a2沿圖像橫坐標的放大系數k_2x、沿圖像縱坐標的放大系數k_2y；

所述基于第一相機及第二相機的內部參數，根據第一圖像和第二圖像，得到所述視覺系統的標定參數，具體包括：

從所述第一圖像中選擇縱坐標最接近第一相機光心點的圖像縱坐標v₁₀水平直線上的角點為第一縱向特征點，從所述第二圖像中選擇縱坐標最接近第二相機光心點的圖像縱坐標v₂₀水平直線上的角點為第二縱向特征點；

以第一圖像中每3個等間隔第一縱向特征點為1組，基于n組建立關于第一偏轉初始角的第一指標函數F₁；以第二圖像中每3個等間隔第二縱向特征點為1組，基于n組，建立關于第二偏轉初始角的第二指標函數F₂：

分別對所述第一指標函數F₁、第二指標函數F₁最小化，得到對應的第一偏轉初始角α₁₀和第二偏轉初始角α₂₀；

從所述第一圖像中選擇橫坐標最接近第一相機光心點的圖像橫坐標u₁₀豎直直線上的角點為第一橫向特征點，從所述第二圖像中選擇橫坐標最接近第二相機光心點的圖像橫坐標u₂₀豎直直線上的角點為第二橫向特征點；

以第一圖像中每3個等間隔第一橫向特征點為1組，確定第j組中第一個第一橫向特征點的第一縱坐標方向角γ_1j，以第二圖像中每3個等間隔第二橫向特征點為1組，確定第j組中第一個第二橫向特征點的第二縱坐標方向角γ_2j；

根據所述縱坐標方向角γ_1j和縱坐標方向角γ_2j確定第一相機C_a1的第一俯仰初始角γ₁₀；

根據第一偏轉初始角α₁₀、第一圖像中水平線上的相鄰角點，確定對應的深度z_j′；

根據深度z_j′、第一偏轉初始角α₁₀、第二偏轉初始角α₂₀、第一圖像中水平線上的角點及第二圖像中水平線上的角點，確定基線長度b；

根據深度z_j′、基線長度b、第一偏轉初始角α₁₀、第一圖像中水平線上的角點，確定光心偏移量d_a1；

根據所述視覺系統的標定參數，確定棋盤格中各個角點的三維坐標。

2.根據權利要求1所述的基于聯動偏轉式主動視覺系統的目標坐標測量方法，其特征在于，所述使所述棋盤格的表面與所述視覺系統的視覺坐標系的z軸垂直，具體包括：

以所述視覺系統中平行于兩臺相機連線的支架為基礎，通過激光測距儀測量棋盤格表面不同位置到所述支架的距離，調整棋盤格使得棋盤格表面不同位置到支架的距離相等。