[发明专利]双目视觉转轴标定方法

说明书

技术领域

本发明属于利用视觉原理进行检测的技术，特别涉及双目视觉转轴标定方法。

技术背景

双目测量技术是计算机视觉检测技术的一个重要组成部分，利用两个摄像机模拟人眼的结构对空间特征点进行测量。为了扩大双目测量系统的测量范围，需要在测量系统中加入一个旋转台，这样就可以完成对被测物体360°的测量。为了保证被测物随转台旋转之后测量的准确性，需要对转台进行标定，找出旋转台的旋转轴线。

现在对于计算机视觉测量中转轴标定的方法主要标准平面或高精度半径已知的标准球来实现。通过被标定的视觉测量设备首先多个旋转位置获取标准平面或标准球的表面三维数据，然后根据三维点数据拟合出平面或球的表面方程，最后根据平面或标准球的几何特征求取出旋转台的旋转轴线的位置。这些方法需要标准平面或高精度半径已知的标准球，标定成本比较高；需要在多个位置获取平面或标准球的表面三维数据，标定效率比较低。针对双目视觉测量系统的特点，其测量被测物体的完整表面三维数据过程复杂，需要设计出一套适用于双目测量系统的转台标定方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种操作方便，标定的过程比较简单的双目视觉转轴标定方法及实施装置，本发明采用的技术方案是：双目视觉转轴标定方法，包括下列步骤：

1)球形靶标边缘获取：通过灰度值跳变像素的寻找粗略搜寻出靶标的边缘，然后根据边缘上相邻象素点之间的曲率变化对边缘进行筛选，得到准确的球形靶标边缘点；

2)空间球心坐标求取：

设球形靶标边缘l_c上点的图像坐标为(u_i，v_i)，则其对应的圆心坐标(u_o，v_o)应满足：

(u_i-u_o)²+(v_i-v_o)²＝r²  i＝1，2，…，n    (1)

使用最小二乘法求解方程组(1)即可得到l_c对应的圆心坐标O，根据摄像机小孔成像模型，摄像机像平面上的圆心坐标O在摄像机坐标系下的坐标为(u_o，v_o，-f)，f为摄像机镜头的焦距，通过摄像机标定获取，连接O与摄像机镜头的光心O_c(0，0，0)，得到空间直线l₀：