[发明专利]三相机组特征点匹配方法、测量方法及三维检测装置

说明书

本发明涉及光学电子测量技术领域，尤其是涉及一种三相机组特征点匹配方法、测量方法及三维检测装置。其中测量方法包括以下步骤：b1.图像采集完成后，找出所述基像平面中的所有特征点对应的唯一性匹配点组；b2.根据所述步骤b1.中获得的唯一性匹配点组的像坐标，计算被视点的空间位置坐标；b3.根据所述步骤b2中获得的被视点的空间位置坐标，形成三维点云数据，建立三维点云图形，重现三维立体图像。本发明至少具备以下有益效果：第一、能够在三个相机上均成像的被视点的通用性、唯一性的匹配；第二、实现对被视物的三维测量；第三、快速实现三维感知和测量。第四、使用相机少，减少了应用成本。

技术领域

本发明涉及光学电子测量技术领域，尤其是涉及一种三相机组特征点匹配方法、测量方法及三维检测装置。

背景技术

目前三维立体视觉测量一般采用线激光光截图测量技术或双目测量加结构光照明的方式，线激光或结构光在三维测量中得到广泛使用的主要原因是：通过线激光或结构光的指示使成像中明确了对应的匹配点，减少了匹配的歧义性，实现了确定且唯一的匹配。但是如果取消了线激光或结构光的指示，双目匹配就不能避免出现多点匹配的歧义性，从而不能满足测量要求，同时采用线激光或结构光只能对线激光或结构光成像部位进行测量，限定了该技术的适用范围，而且线激光或结构光的使用对被测物例如人会产生不良影响。

此外，目前双目匹配还经常采用一种在被视物表面贴标识点的方式，采用这种方式也是为了提高匹配的准确性。但是，在被视物表面贴标识点的方式存在需要提前对被测物进行人工处理和干预的缺点。

专利文件，“四相机组平面阵列特征点匹配方法及基于四相机组平面阵列特征点匹配方法的测量方法”，匹配方法包括以四个像平面中的一个像平面为基像平面，对基像平面上的一个特征点找出在横向方向上与该基像平面相邻的像平面上与该特征点匹配的所有匹配点；对于基像平面上的特征点找出在纵向方向上与该基像平面相邻的像平面上与该特征点匹配的所有匹配点；将找出的横纵两个方向上所有匹配点进行再匹配，找出所有子匹配点组；找出对角位置像平面上与基像平面上的特征点以及找出的所有子匹配点组对应的匹配点；确定四个像平面中对应于同一被视点的唯一性匹配点组。对于每组唯一性匹配点组，可根据该匹配点组的像坐标和相机系统本身的参数，计算被视点的三维空间坐标。在任何光照条件下只要采集的图像足够清晰对于任何在四相机组平面阵列的图像上成像且有一定的图像特征的被视物，采用完全相同的匹配方法和测量方法均可以实现被视物的三维测量。

四相机组平面阵列特征点匹配方法使用相机多，增加了应用成本，同时，由于相机多，也增加了加工难度和计算的复杂度，也影响了测量精度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种三相机组特征点匹配方法、测量方法及三维检测装置；以降低现有的多相机匹配方法及测量方法的复杂度，简化空间尺寸计算过程，减小系统测量误差。

本发明提供了如下技术方案：

一种三相机组特征点匹配方法，包括以下步骤：

a1.以一组三相机组的横向像平面中的一个像平面为基像平面，对于所述基像平面上的一个特征点找出在横向方向上与该基像平面相邻的像平面上与该特征点匹配的所有匹配点；

a2.对于所述步骤a1中的所述基像平面上的所述特征点和对应的在横向方向上与所述基像平面相邻的像平面上与该特征点匹配的所有匹配点，组成的匹配点组，找出在第三个像平面上与该对匹配点组相匹配的匹配点，根据匹配条件，去除不满足匹配条件的匹配点组，形成由三个像平面上都存在的满足匹配条件的匹配点组；

a3.重复步骤a1和a2，找出基像平面上所有能够实现匹配的特征点及其对应的匹配点组，以及匹配点组中其它两个像平面上对应的匹配点；

a4.将所有匹配点组中位于其它两个非基像平面上对应的匹配点进行全图验证，确定出所述三个像平面对应于同一被视点的唯一性匹配点组。