[发明专利]基于切换双镜头的单目视觉高度测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于切换双镜头的单目视觉高度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，进行相机镜头标定，相机镜头包括一远心镜头和一定焦镜头，该远心镜头和定焦镜头通过一镜头切换机构设置在相机的图像采集端，通过镜头切换机构可使得远心镜头或者定焦镜头与相机光轴同轴；

S2，分别获取远心镜头和定焦镜头下的影像像高y₁和y₂，并根据结合镜头的光学放大倍率公式和透镜成像公式来构建相机高度的高度标定模型其中，u为物距，即相机相对于待测工件的高度，f为定焦相机的焦距，β为远心镜头的光学放大倍率；

S3，根据步骤S2中的高度标定模型计算相机相对待测工件的高度。

2.如权利要求1所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量方法，其特征在于，在步骤S2中高度标定模型的构建过程如下：

S21，通过远心镜头拍摄待测工件得到的影像像高y₁计算待测工件的实际物高

S22，通过定焦镜头拍摄待测工件得到的影像像高y₂，再根据定焦镜头的光学放大倍率公式：计算定焦镜头下物距与像距的转换模型：

S23，根据定焦镜头下的透镜成像公式，即高斯公式：构建相机相对于待测工件的高度标定模型

3.如权利要求2所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量方法，其特征在于，

在步骤S21中通过远心镜头拍摄待测工件得到的影像像高y₁计算待测工件的实际物高Y包括如下步骤：

S211，将远心镜头切换至与相机光轴同轴的位置，获取待测工件的在远心镜头下拍摄的影像像高y₁；

S212，根据远心镜头拍摄的影像像高与待测工件的实际物高比例关系计算待测工件的实际物高

4.如权利要求1所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量方法，其特征在于，在步骤S1中所采用的远心镜头为物方远心镜头、像方远心镜头或者双侧远心镜头中的任意一种。

5.如权利要求1所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量方法，其特征在于，在步骤S1中的镜头切换机构为旋转盘，所述远心镜头与所述定焦镜头设置该旋转盘上。

6.如权利要求1所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量方法，其特征在于，在步骤S1中的镜头切换机构为设置在相机图像采集端的直线滑轨，所述远心镜头与所述定焦镜头均滑动设置在所述直线滑轨上。

7.一种基于切换双镜头的单目视觉高度测量系统，其特征在于，包括相机，用于获取待测工件的二维影像；所述相机的图像采集端设有镜头切换机构，该镜头切换机构上设有远心镜头与定焦镜头，测量时，所述镜头切换机构可将远心镜头或者定焦镜头切换至与相机光轴同轴的位置；

模型构建模块，用于根据远心镜头下获取的影像像高y₁和定焦镜头下获取的影像像高y₂构建相机相对于待测工件的高度标定模型。

8.如权利要求7所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量系统，其特征在于，所述远心镜头为物方远心镜头、像方远心镜头或者双侧远心镜头中的任意一种。

9.如权利要求7或8所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量系统，所述镜头切换机构为旋转盘，所述远心镜头与所述定焦镜头设置该旋转盘上。

10.如权利要求7或8所述的基于切换双镜头的单目视觉高度测量系统，所述镜头切换机构为设置在相机图像采集端的直线滑轨，所述远心镜头与所述定焦镜头均滑动设置在所述直线滑轨上。