[發明專利]基于相機的激光投影標識自動引導定位與實時校正方法

有效

• 申請號: 202110497634.2
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN112991467B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 涂俊超;徐兵;史慈南
• 申請（專利權）人: 光量信息科技（寧波）有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;H04N9/31
• 代理公司: 寧波中致力專利代理事務所(普通合伙) 33322
• 代理人: 黃挺

1.基于相機的激光投影標識自動引導定位與實時校正方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：對基于激光振鏡的投影標識系統進行標定，獲得投影標識系統輸入控制數字信號與其所對應出射光在投影標識系統坐標系下的空間向量之間的映射關系；

對參與引導定位的相機進行標定，獲得相機的內參；

步驟二：求解出相機與投影標識系統之間的相對位姿關系；

步驟三：當投影標識系統的投影區域內出現表面布有反光靶點的被投影對象時，控制相機對布置在被投影對象表面的反光靶點進行圖像采樣，采樣得反光靶點在被投影對象坐標系內的空間坐標，借助步驟一標定好的相機內參求解出相機與被投影對象之間的相對位姿關系；

步驟四：借助步驟三獲取的相機與被投影對象間的相對位姿關系、反光靶點在被投影對象坐標系內的空間坐標以及步驟二獲取的相機與投影標識系統之間的相對位姿關系，求解出反光靶點在投影標識系統坐標系內近似的空間位置；

步驟五：借助步驟一中標定好的映射關系、步驟四中獲取的反光靶點在投影標識系統坐標系內近似的空間位置，求解出投影標識系統近似投射到這些反光靶點所需要的激光振鏡輸入控制數字信號；

步驟六：對步驟五得到的數字信號進一步處理，確定投影標識系統精確投射到反光靶點中心所需要的激光振鏡輸入控制數字信號；

步驟七：借助步驟一中標定好的映射關系、步驟六中得到的數字信號、反光靶點在被投影對象坐標系內的空間坐標，求解出投影標識系統與被投影對象之間的相對位姿關系，完成相機對投影標識系統與被投影對象之間的引導定位；

步驟八：控制相機按照固定幀率對被投影對象表面反光靶點的圖像進行實時采樣，將采樣結果與步驟三中反光靶點的圖像采樣結果進行比較，當兩者之差超出設定的閾值時，認定被投影對象的位姿發生了改變；

步驟九：當位姿改變后的被投影對象表面的反光靶點采樣圖像處于穩定后，取穩定后新的反光靶點實時采樣圖像位置，按照步驟三至步驟七重新實現投影標識系統與被投影對象之間的位姿對齊，完成相機對投影標識系統與被投影對象之間的位姿實時監控與校正。

2.根據權利要求1所述的基于相機的激光投影標識自動引導定位與實時校正方法，其特征在于：所述步驟二具體包括以下步驟：

步驟2.1：將貼有N個反光靶點的標定板放置在步驟一投影標識系統的投影區域內，調整相機視場使相機能觀測到投影標識系統的投影區域；

步驟2.2：獲取相機與標定板之間的相對位姿關系、獲取投影標識系統與標定板之間的相對位姿關系；

步驟2.3：根據投影區域的大小，改變標定板的放置位置，重復步驟2.2，獲取多個相機與標定板之間的相對位姿關系以及多個投影標識系統與標定板之間的相對位姿關系；

步驟2.4：根據步驟2.3中獲取的多個相機與標定板之間的相對位姿關系以及多個投影標識系統與標定板之間的相對位姿關系，求解出相機與投影標識系統之間的相對位姿關系。

3.根據權利要求2所述的基于相機的激光投影標識自動引導定位與實時校正方法，其特征在于：所述步驟2.2中，控制相機對步驟2.1中的標定板進行圖像采樣，獲取相機與標定板之間的相對位姿關系；

控制投影標識系統對投影區域內標定板上的反光靶點進行掃描點位，獲取投影標識系統與標定板之間的相對位姿關系。

4.根據權利要求3所述的基于相機的激光投影標識自動引導定位與實時校正方法，其特征在于：所述步驟2.2中，根據相機對標定板進行圖像采樣獲得的圖像中反光靶點的中心位置、反光靶點中心位置在標定板坐標系內的空間坐標、以及步驟一中獲得的相機內參，求解出相機與標定板之間的相對位姿關系。

5.根據權利要求1所述的基于相機的激光投影標識自動引導定位與實時校正方法，其特征在于：步驟六中對步驟五得到的數字信號進一步處理時，以步驟五得到的數字信號為中心規劃出一個矩形激光掃描區域，在此區域內以激光網格線的形式對處在該區域內的反光靶點進行掃描定位，從而確定投影標識系統精確投射到反光靶點中心所需要的激光振鏡輸入控制數字信號。

6.根據權利要求1所述的基于相機的激光投影標識自動引導定位與實時校正方法，其特征在于：所述步驟三中，根據相機對被投影對象進行圖像采樣獲得的圖像中反光靶點的中心位置、反光靶點的中心位置在被投影對象坐標系內的空間坐標、以及步驟一中獲得的相機內參，求解出相機與被投影對象之間的相對位姿關系。