[发明专利]基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法

说明书

本发明公开了一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法，旨在解决基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌检测问题。基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统主要由摄像机(1)、激光投面仪(2)、二维靶标(3)、二维靶标固定座(4)、连接夹(5)与三角架(6)组成。二维靶标(3)的表面粘贴有可生成无穷远点和面积比特征的阵列三角形图案。基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建方法由图像采集、仿射矫正、车身点重建等步骤组成，提供了一种结构简单、性能可靠的基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法。

技术领域

本发明涉及一种汽车检测设备和检测方法，更具体的说，它是一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法。

背景技术

为了保证汽车的安全行驶，在针对汽车超载超限等方面的检测领域，汽车形貌的测量发挥着至关重要的作用。测量精度、测量效率等都会对检测结果产生重大影响。目前常见的测量系统分为接触式和非接触式。由于接触式测量便捷性差，易划伤被测物体表面等因素，非接触式测量的应用范围更加广泛。而非接触式测量常需要靶标进行摄像机内外参数的标定，使系统结构复杂。如何采取非接触式测量，避免对相机进行标定的过程，直接实现物体的三维信息重建就十分重要。为了实现对汽车形貌进行较高精度的特征点重建，设计一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法。

发明内容

本发明针对解决在汽车形貌重建过程中，现有非接触式系统需多图像标定，效率低等问题，设计了一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法，实现对汽车形貌特征点的三维自由重建。该方法主要由一部工业摄像机、一个由阵列三角形组成的二维靶标3及与二维靶标3相对位置固定不变的激光投面仪2和一个二维靶标固定座4构成，通过应用仿射变换前后三角形面积比不变的性质进行汽车形貌的三维重建。

结合说明书附图，本发明采用如下技术方案予以实现：

基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统包括有摄像机、激光投面仪、二维靶标、二维靶标固定座、连接夹与三角架；

三角架放置在地面上，摄像机通过底部的螺纹孔与三角架顶部的螺栓螺纹固定连接，二维靶标固定座放置在水平地面上，二维靶标底部与二维靶标固定座上的凹槽紧配合固定连接，二维靶标置入连接夹的U形钢板的细长凹槽中，螺栓穿入连接夹和二维靶标的通孔与螺母螺纹固定连接，激光投面仪插入激光器连接夹钢管的内孔中，紧定螺钉旋入连接夹钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与激光投面仪圆柱面接触紧配合，激光投面仪发出的激光平面与二维靶标图形所在平面共面。

技术方案中所述的摄像机为装有窄带滤光片的广角工业相机。

技术方案中所述的激光投面仪为可发射线激光的圆柱形零件，激光投面仪发出的激光波长与摄像机的窄带滤光片的带通波长一致。

技术方案中所述的二维靶标为一块加工有通孔的矩形钢板制成的零件，二维靶标的表面粘贴有可生成无穷远点和面积比特征的阵列三角形图案。

技术方案中所述的二维靶标固定座为钢板加工的长方体零件，上表面加工有细长凹槽。

技术方案中所述的连接夹为U形钢板与钢管焊接而成的零件，U形钢板侧面加工有通孔，钢管侧面加工有螺纹孔。

技术方案中所述的三角架为可调整高度的三角支架。

基于点与圆不变量的汽车形貌视觉检测方法的具体步骤如下：

第一步：基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建方法的仿射矫正：

摄像机固定在三角架上，将三角架放置在地面上，激光投面仪插入连接夹的钢管内孔，打开激光投面仪，通过调节连接夹的钢管上的螺钉，使激光投面仪投射出的激光平面与二维靶标共面并将激光投面仪固定，摄像机采集一幅图像，图像包含二维靶标以及激光投面仪与车辆表面相交的激光投影点；