[發(fā)明專利]多相機板材尺寸測量方法

有效

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• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112797900B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王南南
• 申請（專利權(quán)）人: 中科慧遠(yuǎn)視覺技術(shù)（北京）有限公司;中科慧遠(yuǎn)視覺技術(shù)（洛陽）有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G06T7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種多相機板材尺寸測量方法，包括以下步驟：步驟1：輸入標(biāo)定板圖像和板材圖像集合；步驟2：獲取各相機的標(biāo)定關(guān)系和轉(zhuǎn)換關(guān)系；步驟3：獲取基準(zhǔn)相機的連體坐標(biāo)系和測量元素的抽象ROI；步驟4：將所述測量元素抽象ROI分發(fā)到各相機下；步驟5：獲取分配ROI區(qū)域的輪廓點信息；步驟6：根據(jù)輪廓點信息獲取測量元素物理信息；步驟7：測量元素的信息擬合；步驟8：測量元素之間的距離。本發(fā)明方法可以實現(xiàn)對圖像集合進行并行處理，提高檢測效率；基于最近鄰連體坐標(biāo)系和相機間轉(zhuǎn)換關(guān)系的多相機成像的板材物理測量元素的圖像分配方法，方法簡單易行、自動化程度高、并且能夠達(dá)到較高的轉(zhuǎn)換和測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器視覺測量方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于多相機成像系統(tǒng)標(biāo)定和板材尺寸測量的方法。

背景技術(shù)

板材在各個行業(yè)有大量需求。為滿足客戶需求及降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)企業(yè)對此類產(chǎn)品尺寸核驗的精度要求越來越高。板材的尺寸測量是家具行業(yè)對產(chǎn)品品質(zhì)把控的一個重要步驟，過去一般是需要人工去測量，并且測量精度受限，容易有漏檢情況。傳統(tǒng)的手工測量長度和寬度的方法勞動強度高，人為因素對測量精度影響大。激光跟蹤儀或光筆等光電測量方法雖然精度高，但不適合測量運動中的板材。

近年來，以計算機視覺技術(shù)為代表的非接觸測量方法成為這一領(lǐng)域的研究熱點。針對板材長度和寬度的測量，有些現(xiàn)有技術(shù)采用針孔模型，但在視覺解算過程中沒有考慮到鏡頭畸變，誤差較大，雖然利用了多臺相機，但本質(zhì)上還是單目視覺技術(shù)；有些現(xiàn)有技術(shù)采用雙目視覺的方法，但要求兩臺相機的光心連線與輥軸平行，現(xiàn)場安裝難度大；有些現(xiàn)有技術(shù)采用雙目視覺技術(shù)測量寬度，兩條邊緣分別由兩臺相機進行測量，使用的設(shè)備比較多。

針對大尺寸板材的測量，有些利用多臺三維掃描儀和投影儀，采用圖像拼接的方法恢復(fù)目標(biāo)的三維圖像，可測量平面或曲面板材；有些現(xiàn)有技術(shù)采用雙目結(jié)構(gòu)光技術(shù)測量大型工件尺寸；有些提出多相機多視場協(xié)同測量方法，有利于獲得目標(biāo)的細(xì)節(jié)特征，以提高測量精度。

綜上所述，板材尺寸測量的計算機視覺方法目前可分為單目視覺和雙目視覺兩類。相比于單目方法，雙目視覺方法設(shè)備多、標(biāo)定過程相對復(fù)雜，存在特征匹配的環(huán)節(jié)，因此總體上不如單目視覺方法簡便。但單目視覺在一般情況下無法完成三維測量，需要借助結(jié)構(gòu)光等其他設(shè)備才能完成測量任務(wù)。

另一方面，高精度視覺測量方法中一般都采用相機的針孔模型和鏡頭畸變模型，需要標(biāo)定相機參數(shù)和畸變參數(shù)，而現(xiàn)有的成熟標(biāo)定算法，如基于共面特征點的標(biāo)定方法，往往需要拍攝多幅標(biāo)定板圖像才能達(dá)到滿意的標(biāo)定精度。

而在工業(yè)現(xiàn)場條件比較苛刻的情況下，特別是大測量場、需要現(xiàn)場調(diào)節(jié)相機的焦距和光圈的情況下，現(xiàn)場標(biāo)定過程是十分復(fù)雜的。雙平面相機模型采用物點在已統(tǒng)一坐標(biāo)系的兩個平面上的投影點連線確定物點與像點的透視投影關(guān)系。由于標(biāo)定過程僅需要兩個標(biāo)定平面的圖像，其標(biāo)定工作量比較低。該模型雖然在三維重建等領(lǐng)域有所應(yīng)用，但由于模型參數(shù)較多，存在過參數(shù)化傾向，加之精度不是特別高，所以未得到廣泛采用。

因此，能快速且準(zhǔn)確的進行板材的自動測量是保證產(chǎn)品品質(zhì)的重要步驟。由于板材的來料規(guī)格不同且紋理不同，自動進行識別和測量會有一定難度。現(xiàn)有技術(shù)中，對于板材的尺寸測量的方式通用性不強，準(zhǔn)確度不高；借助傳感器的測量方式，測量穩(wěn)定不夠，達(dá)不到精準(zhǔn)測量的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種多相機板材尺寸測量方法，能夠快速且準(zhǔn)確的進行板材尺寸測量；測量方法中獲取的板材圖像集合是在線陣相機成像系統(tǒng)下獲取的固定行高的圖像的集合，可以實現(xiàn)對圖像集合進行并行處理，提高檢測效率；基于最近鄰連體坐標(biāo)系和相機間轉(zhuǎn)換關(guān)系的多相機成像的板材物理測量元素的圖像分配方法，方法簡單易行、自動化程度高、并且能夠達(dá)到較高的轉(zhuǎn)換和測量精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多相機板材尺寸測量方法，包括以下步驟：

步驟1：輸入標(biāo)定板圖像和板材圖像集合；