[发明专利]一种基于视觉反馈的TDI-CCD相机双目视觉系统视场对齐方法

说明书

本发明提出了一种基于视觉反馈的TDI‑CCD相机双目视觉系统视场对齐方法，能够方便、高效、精确的实现双目视觉系统视场的对齐。本发明基于视觉反馈模糊控制的TDI‑CCD相机探测面共面快速调节，对相机图像中对侧标定板的成像位置识别，自动确认对面相机的光心成像位置和探测面投影成像斜率，进而利用模糊控制算法控制电动调整相机的俯仰角，使得两个相机在光轴重合，极线相同，有利于大探测面的搭建，并且可以提高该双目视觉系统的定位精度，解决了TDI‑CCD双目视觉系统靶面搭建中探测面共面调节效率低、精度差的问题。

技术领域

本发明属于计算机双目视觉中相机外参数控制技术领域，尤其涉及一种基于视觉反馈的TDI-CCD相机双目视觉系统视场对齐方法。

背景技术

TDI-CCD相机双目视觉系统在探测和定位越靶的小、快目标时，具有灵敏度高，定位精度高等优势，常用于自动报靶系统、子弹密集度自动化测试领域。而随着测试需求的不断扩大，测试要求不断提高，为满足测试大靶面，高精度的要求，需要提高TDI-CCD相机系统搭建的相对位置精度，实现大靶面下两个相机的探测面共面。现有的TDI-CCD相机靶面共面调节方法主要有瞄准镜手动瞄准或传统激光互瞄两种。其中，瞄准镜手动瞄准是通过瞄准镜进行对齐瞄准，再根据误差手动调节相机外参数。这种方法由于是手动调节，且每次调节后需要重复瞄准测量，调节速度慢，并且在基线距离长的大靶面调节精度差。激光对齐法则是通过相机底座上的激光发射器辅助调节，相对提高了调节效率，但仍然是手动调节，面临调节精度低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于视觉反馈的TDI-CCD相机双目视觉系统视场对齐方法，能够方便、高效、精确的实现双目视觉系统视场的对齐。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于视觉反馈的TDI-CCD相机双目视觉系统视场对齐方法，包括如下步骤：

步骤1，将双目视觉系统中的两台TDI-CCD相机相对放置，将本相机的标定棋盘格固定在对面相机上；

步骤2，调整两个TDI-CCD相机的云台，本相机采集对面相机上的标定棋盘格图像，判断标定棋盘格图像是否满足要求，若满足，则识别棋盘格角点，否则返回调整两个TDI-CCD相机的云台，直至标定棋盘格图像满足要求；

步骤3，根据步骤2识别出的棋盘角点坐标，计算对面相机的光心成像位置O′和探测面投影成像方向向量通过对面相机的光心成像位置O′和本相机的光学成像位置O对比，得到光心位置误差；通过对面相机的探测面投影成像方向向量和本相机的探测面投影成像方向向量的夹角计算，得到探测面投影成像斜率误差；

基于所述光心位置误差和探测面投影成像斜率误差，通过模糊PID控制算法调整本相机和对面相机云台的俯仰角、方位角以及滚转角，消除所述光心位置误差和探测面投影成像斜率误差，完成视场对齐。

其中，所述步骤2中，采用亚像素识别方法对棋盘格角点的图像坐标进行识别，获得棋盘格角点坐标。

其中，所述步骤2中，将采集图像进行二值化后，根据联通区域的拓扑关系，判断标定棋盘格图像是否满足要求。

其中，所述步骤3中，所述光心位置误差和探测面投影成像斜率误差组成误差向量其中，e_y是光心位置误差的y方向距离，表示方位角误差；e_x是光心位置误差的x方向距离，表示俯仰角误差；e_θ是探测面投影成像斜率误差，表示滚转角误差；基于误差向量得到模糊PID控制算法的条件参数K_P，K_I，K_D；将误差向量和条件参数K_P，K_I，K_D输入PID控制算法，确定本相机和对面相机云台的俯仰角、方位角以及滚转角的调整量和调整方向。

其中，所述步骤2中，将本相机的滚转角固定在设定角度；