[發(fā)明專利]基于對(duì)稱布設(shè)的雙目視覺系統(tǒng)及DIC技術(shù)的曲面重構(gòu)法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110612922.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN113446958A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊克;彭婭淇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 王慧穎

1.一種基于對(duì)稱布設(shè)的雙目視覺系統(tǒng)及DIC技術(shù)的曲面重構(gòu)法，其特征在于，所述的曲面重構(gòu)法包括以下步驟：

步驟一、將兩組對(duì)稱布設(shè)的雙目視覺系統(tǒng)進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

步驟二、利用兩組雙目相機(jī)，分別獲取薄板試件上、下兩表面的數(shù)字圖像，并進(jìn)行圖像匹配；

步驟三、根據(jù)相機(jī)標(biāo)定和圖像匹配結(jié)果，表面離散的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

步驟四、根據(jù)上、下表面各自的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，擬合出對(duì)應(yīng)的曲面，即為薄板試件的完整曲面；

步驟五、求解上、下兩表面對(duì)應(yīng)匹配點(diǎn)的中點(diǎn)，并擬合出中面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于對(duì)稱布設(shè)的雙目視覺系統(tǒng)及DIC技術(shù)的曲面重構(gòu)法，其特征在于，所述的步驟一具體為：

1.1、根據(jù)張正友標(biāo)定法，分別標(biāo)定兩組雙目相機(jī)，獲得相機(jī)的內(nèi)參數(shù)：f_x、f_y、u₀、v₀和相機(jī)的外參數(shù)：旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移向量T；張正友標(biāo)定方法需要兩個(gè)步驟：相機(jī)參數(shù)初值估計(jì)和相機(jī)參數(shù)優(yōu)化；首先利用線性標(biāo)定法求解相機(jī)參數(shù)，然后利用最大似然法對(duì)解求精，最后加入畸變因子，進(jìn)行非線性優(yōu)化提高精度；

1.2、利用準(zhǔn)備好的正反噴涂散斑的標(biāo)定試件，將兩組雙目系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于對(duì)稱布設(shè)的雙目視覺系統(tǒng)及DIC技術(shù)的曲面重構(gòu)法，其特征在于，所述的步驟二具體為：

通過子區(qū)匹配，獲得上表面的左、右兩幅圖像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)以及下表面的左、右兩幅圖像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)：設(shè)定一幅圖像為參考圖像，且在參考圖像上以待測(cè)點(diǎn)為中心設(shè)置參考子區(qū)，選定零均值歸一化協(xié)方差相關(guān)函數(shù)作為評(píng)判兩個(gè)子區(qū)相似程度的標(biāo)準(zhǔn)，在另一幅圖像，即目標(biāo)圖像中尋找最佳匹配的圖像子區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)了子區(qū)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的匹配。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于對(duì)稱布設(shè)的雙目視覺系統(tǒng)及DIC技術(shù)的曲面重構(gòu)法，其特征在于，所述的步驟三具體為：

根據(jù)相機(jī)標(biāo)定和圖像匹配結(jié)果，分別對(duì)兩表面形貌進(jìn)行還原，實(shí)現(xiàn)三維重建：完成相機(jī)標(biāo)定后將得到兩個(gè)相機(jī)的投影矩陣M_l和M_r，且兩相機(jī)的內(nèi)參數(shù)一致；空間中任意一點(diǎn)P(X,Y,Z,1)在兩個(gè)相機(jī)C_l和C_r的圖像平面上的投影點(diǎn)分別為P_l(v_l，v_l)和P_r(u_r，v_r)；

根據(jù)坐標(biāo)變換關(guān)系式可知：

其中，表示左右相機(jī)投影矩陣中的第i行第j列元素；上述兩式消除Z_cl和Z_cr得：

式(1-2)和(1-3)中的兩個(gè)線性方程為三維空間中的兩個(gè)平面，兩個(gè)線性方程的組合就是兩個(gè)平面的交線，即空間中的某一直線；如果兩式聯(lián)立求解，則得到空間點(diǎn)P的世界坐標(biāo)；采用最小二乘法求出點(diǎn)P的世界坐標(biāo)。