[发明专利]一种基于双目视觉的大形貌物体三维几何外形测量方法

权利要求书

1.基于双目视觉的大形貌物体三维几何外形测量方法，即在轨物体的双目超限测量方法，其特征是使用基于结构光测量的计算机视觉方法实现对在轨物体三维形貌的非接触式测量，具体过程如下：

利用计算机控制的线激光器照射在轨物体上，用左右双目摄像机对投射到在轨物体上的激光图像同时进行差分拍摄；通过计算机对双目摄像机成像的激光光条图像进行三维匹配计算，得到双目摄像机成像的这条激光光条上所有在轨物体上的点的三维空间坐标；

转动激光器角度使激光光条能够扫描或测量运动物体时经一间隔时间来覆盖所有被测面，并重复上述操作，从而获得整个被测面的三维空间模型及参数；通过对比在轨物体三维形貌与轨道中垂面坐标，计算机可以自动做出尺寸判断和超限判断；

计算机控制线激光器产生激光照射在物体被测面上，用两个摄像头分别采集一张带有激光光条的被测面的图像；计算机控制激光器关闭照射，再用两个摄像头分别采集一张没有激光光条的被测面的图像，将每个摄像机得到的图片分别做差值，得到激光光条图像。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉的大形貌物体三维几何外形测量方法，其特征是匹配所得的像素点坐标为亚像素级，l1和l2是左右两个摄像机的像平面，C1和C2分别是左右两个摄像机的光心；P为空间中任意一点，它在左摄像机图像平面上的像点为m1，在右摄像机平面上的像点为m2；根据外极线几何约束，外极线是l1和l2平面上P点与所述l1和l2平面的交点与C1和C2的连线交点的连线，m2应位于m1在右图像平面内的外极线lm2上，同样m1应位于m2在左图像平面内的外极线lm1上，它们彼此互为对应点；由C1，C2，P确定的平面II为外极面，m1的外极线lm2为外极面II与右图像平面的交线，m2的外极线lm1为外极面II与左图像平面的交线，外极点e1、e2为C1和C2的连线与左右图像平面的交点，左图像平面内任何一点在右图像平面内的外极线都要经过外极点e2，左图像平面上的点依然符合这种关系；即在左图像平面的激光光条上任取一点m1，它对应着物体上激光线所覆盖的一点P，根据外极线约束可知点P在右图中的投影一定出现在外极线Lm2上，并可求得线Lm2的方程，这样就可以将二维匹配点的寻找缩小到一维范围内；同时由于点P在右图像平面上的投影也一定在激光光条上，所以取右图像平面中激光光条上距直线Lm2最近的两个像素点Dl、Dr，求出这两个像素所在的直线方程L，那么直线L与Lm2的交点m2就是点P在图l2上的投影，且m2的坐标具有亚像素精度。