【專利類型】外觀設計【申請人】北京華旗資訊數碼科技有限公司【申請人類型】企業【申請人地址】100080北京市海淀區北四環西路58號理想國際大廈11層【申請人地區】中國【申請人城市】北京市【申請人區縣】海淀區【申請號】CN2006303060
【摘要】 本發明屬于測量技術領域，涉及對雙傳感器激光視覺三維測量系統校準方法的改進。本發明利用未知運動二維平面靶標，對包括攝像機內部參數、攝像機坐標系到全局世界坐標系的變換和光平面方程在內的所有雙傳感器激光視覺三維測量系統模型參數進行現場校準。本方法不需要高成本的輔助設備，校準精度高，過程簡單，效率高，能夠滿足雙傳感器激光視覺三維測量系統現場校準的需要，同時也適合兩個以上傳感器激光視覺三維測量系統的現場校準。 【專利類型】發明申請 【申請人】北京航空航天大學 【申請人類型】學校 【申請人地址】100083北京市海淀區學院路37號 【申請人地區】中國 【申請人城市】北京市 【申請人區縣】海淀區 【申請號】CN200610167726.X 【申請日】2006-12-20 【申請年份】2006 【公開公告號】CN1975324A 【公開公告日】2007-06-06 【公開公告年份】2007 【授權公告號】CN100429476C 【授權公告日】2008-10-29 【授權公告年份】2008.0 【發明人】周富強; 張廣軍 【主權項內容】1、一種雙傳感器激光視覺三維測量系統模型參數的校準方法，其特征在于， 校準包括攝像機校準階段、測量系統的全局校準階段和光平面校準階段，所有 的校準均在測量現場進行，具體步驟為： 1.1、攝像機校準階段： 1.1.1、設定靶標[1]，靶標上有預先設置的特征點，靶標為一個二維平面， 在靶標平面上有成矩陣排列的黑色方塊，方塊數量為4～100個，黑色方塊的邊 長為3～50mm，其邊長精度為0.001～0.01mm。選取靶面上方塊的頂點作為特征 點，特征點的數量為16～400個； 1.1.2、首先在攝像機的視場范圍內，自由、非平行地移動靶標[1]至少3個 位置，每移動一個位置，拍攝一幅圖像，稱為攝像機校準圖像，靶標[1]的特征 點應包含在拍攝圖像內。然后提取所有攝像機校準圖像的特征點的圖像坐標， 并與特征點的世界坐標對應。最后利用提取的所有特征點的圖像坐標及對應的 世界坐標來校準攝像機內部參數，包括攝像機有效焦距、主點以及畸變系數； 1.1.3、采用步驟1.1.2敘述的方法，分別校準傳感器[2]中攝像機[4]和傳感器 [3]中攝像機[6]的內部參數，包括有效焦距、主點以及畸變系數； 1.2、測量系統的全局校準階段： 1.2.1、在測量系統的攝像機[4]和攝像機[6]的公共視場范圍內，放置靶標[1]， 兩個傳感器的攝像機分別拍攝一幅靶標圖像，稱為全局校準圖像，要求靶標平 面的全部特征點應該包含在兩幅全局校準圖像內； 1.2.2、在靶標[1]的平面上定義全局世界坐標系ow-xwywzw，選取靶標[1]左上 角為原點ow，xw、yw軸分別與靶標的行列方塊方向一致，zw軸垂直靶標平面向 上。提取全局校準圖像的特征點的圖像坐標。利用特征點的圖像坐標和對應全 局世界坐標分別計算攝像機[4]和攝像機[6]的攝像機坐標系到全局世界坐標系的 變換； 1.3、光平面校準階段： 1.3.1、打開激光投射器的電源，在攝像機的視場內，放置靶標[1]，要求投 射光平面能夠投射到靶標平面上形成投射光條，攝像機拍攝一幅圖像，稱為光 平面校準圖像，靶標[1]上的特征點和投射光條應該包含在光平面校準圖像內； 1.3.2、根據攝像機的畸變模型，校正光平面校準圖像的畸變，得到無畸變 光平面校準圖像； 1.3.3、提取無畸變光平面校準圖像的所有特征點的圖像坐標，根據攝像機 模型和內部參數，計算特征點的投影坐標。利用特征點的投影坐標及對應的世 界坐標，計算靶標平面在攝像機坐標系下的平面方程； 1.3.4、提取無畸變光平面校準圖像中光條的圖像坐標，根據攝像機模型和 內部參數，計算光條的投影坐標，并利用光條投影坐標擬合光條直線方程。任 意選取擬合光條直線上的一點，稱為光平面上的控制點，控制點和攝像機坐標 系原點確定的直線稱為投影視線，計算控制點對應投影視線在攝像機坐標系下 的直線方程； 1.3.5、在攝像機坐標系下，計算靶標平面與控制點對應投影視線的交點， 得到光平面上控制點在攝像機坐標系下的三維坐標，稱為控制點的攝像機坐標。 根據步驟1.2.2計算的攝像機坐標系到全局世界坐標系的變換，利用控制點的攝 像機坐標計算控制點在全局世界坐標系下的三維坐標，稱為控制點的全局世界 坐標； 1.3.6、采用步驟1.3.4～1.3.5相同的方法，計算更多位于同一光條上的控制 點的全局世界坐標，同一光條上控制點的數量為2～20； 1.3.7、將靶標[1]放置在不同的位置，采用步驟1.3.1～1.3.6相同的方法，計 算光平面上的非共線控制點的全局世界坐標。靶標放置位置的數量為2～10，光 平面上非共線的控制點總數為4～200； 1.3.8、利用所有的非共線控制點的全局世界坐標，擬合平面得到光平面在 全局世界坐標系下的方程； 1.3.9、采用步驟1.3.1～1.3.8敘述的方法，分別得到測量系統的光平面[8] 和光平面[9]在全局世界坐標系的方程； 1.3.10、將校準的攝像機[4]和攝像機[6]的內部參數、攝像機[4]的攝像機坐 標系到全局坐標系的變換、攝像機[6]的攝像機坐標系到全局世界坐標系的變換 以及光平面[8]和光平面[9]的方程系數保存到系統參數文件中，以備測量調用。 【當前權利人】黃石邦柯科技股份有限公司 【當前專利權人地址】湖北省黃石市黃石經濟技術開發區攬月路169號 【統一社會信用代碼】12100000400011227Y 【被引證次數】TRUE 【家族被引證次數】TRUE
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