[发明专利]一种用于旋转物体全场运动追踪的视觉测量方法

权利要求书

1.一种用于旋转物体全场运动追踪的视觉测量方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

S100、在制作好散斑的旋转物体上，粘贴至少2个标志点；

S200、使用第一相机和第二相机同时连续采集旋转物体旋转时的图像，对采集到的每个旋转状态分别获取第一图像和第二图像；

S300、选择某个旋转状态作为基准状态，将其它状态作为变形状态；

S400、将基准状态的第一图像和第二图像进行散斑匹配，重建出三维点，获取观测点的初始位置；

S500、选择一个变形状态，对该变形状态与基准状态两个状态的第一图像，利用两个图像中的标志点像进行相似性匹配，获取观测点在该变形状态的第一图像中的对应子区；

S600、在该变形状态的第二图像中搜索所述对应子区，利用散斑匹配重建三维点，获取所述观测点在该变形状态中的变形位置；

所述标志点为环形；

所述环形内圆的直径大小满足下式要求：

式中：

l为直径，单位为毫米(mm)；

d为镜头焦距，单位为毫米(mm)；

D为第一相机或第二相机的镜头到测量表面的距离，单位为毫米(mm)；

μ为像元大小，单位为μm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S300之前还包括下述步骤：

S201、对每个旋转状态中的第一图像和第二图像，利用所述第一图像和第二图像上的标志点像，判断第一图像和第二图像是否是同一时刻。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S201包括下述步骤：

S2011、在每个旋转状态中的第一图像和第二图像，对第一图像上的每个标志点像，利用相机标定信息，确定该标志点像在第二图像上的理论核线，获取第二图像上的标志点像到该理论核线的最近距离；

S2022、对每个旋转状态，将所获取的最近距离进行求和后对标志点数目求平均，得到在该旋转状态下的平均最近距离；

S2023、确定平均最近距离的分布区间，将不属于该分布区间的平均最近距离所对应的旋转状态删除，保留具有同步性的旋转状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相似性匹配之前包括下述步骤：

S501、获取每个标志点在两个图像中的标志点像的中心点坐标；S502、对每个图像，获取其上所有标志点像的几何中心；S503、求每个标志点像到所述几何中心的距离，根据所述距离判断两个图像中标志点像的对应关系；S504、利用所述对应关系，获取旋转参数；

所述旋转参数包括旋转角度、旋转中心；

所述对应关系指两个标志点像的原像为相同标志点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相似性匹配包括下述步骤：

S511、在基准状态的第一图像上建立散斑子区集；

S512、基于旋转参数，将所述散斑子集区进行旋转变换；

S513、在变形状态的第一图像上搜索旋转变换后的散斑子集区进行匹配。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相似性匹配包括下述步骤：

S521、在基准状态的第一图像上建立散斑子区集；

S522、基于旋转参数，将变形状态的第一图像进行旋转变换；

S523、在旋转后图像上搜索基准状态第一图像上的散斑子区集进行匹配。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述第一相机和第二相机关于所述旋转物体对称；

所述旋转物体的中心与所述第一相机镜头中心、第二相机镜头中心连线的夹角，在标定前范围为20～30度。