[发明专利]基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建系统与方法

说明书

本发明公开了一种基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建系统与方法，旨在解决基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉检测问题。基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建系统主要由摄像机支架(1)、摄像机(2)、连接件(3)、激光器(4)与二维标定板(5)组成。基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建方法由图像采集、在二维标定板(5)坐标系下车身特征点坐标求解、摄像机(2)内参数矩阵的求解等步骤组成，提供了一种结构简单、性能可靠的基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建系统与方法。

技术领域

本发明涉及一种汽车形貌检测领域的测量设备与测量方法，更具体的说，它是一种基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建系统与方法。

背景技术

汽车形貌检测是汽车检测的一个重要研究项目，对超载超限检测、车型分类等具有重要研究意义和应用前景。已有检测方法如三坐标机等由于采取逐点扫描和接触式检测方式，测量效率低，而测量精度、测量效率等都会对检测结果产生重大影响，难以适用于汽车形貌检测。本发明提出了一种基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建系统与方法，该方法的测量系统具有结构简单、成本较低、操作便捷等优点并且可进行非接触测量，仅需采集一张含有二维标定板的照片即可得到相机的内外参数，完成摄像机内外参数标定，满足了形貌检测速度快、操作简单的要求。

发明内容

本发明针对解决在获取汽车形貌过程中，需要一种非接触式、测量速度快、适合测量大型物体的无严格约束的检测方法来恢复汽车形貌的现状，提出了一种性能可靠、结构简单、操作简便、算法简单的方法与系统。该方法主要由摄像机支架、摄像机、连接件、激光器与二维标定板组成。通过摄像机拍摄获取图像中的双矩形生成的四对平行直线，求解摄像机内外参数。进而重建激光线与车身表面交点，实现了采用双矩形标识的二维标定板对汽车形貌的重建。

结合说明书附图，本发明采用如下技术方案予以实现：

基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建系统包括有摄像机支架、摄像机、连接件、激光器与二维标定板；

摄像机支架放置在地面上，摄像机通过底部的螺纹孔与摄像机支架顶部的螺栓螺纹固定连接，二维标定板置入连接件的U形钢板的细长凹槽中，螺栓穿入连接件和二维标定板的通孔与螺母螺纹固定连接，线激光器插入激光器连接件钢管的内孔中，紧定螺钉旋入连接件钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与线激光器圆柱面接触紧配合，线激光器发出的激光平面与二维标定板图形所在平面共面。

技术方案中所述的摄像机支架为可调整高度的三角支架。

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。

技术方案中所述的连接件为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。

技术方案中所述的线激光器为可发射线激光的圆柱形零件，线激光器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标定板为一块矩形钢板制成的零件，二维标定板的表面粘贴有两个中心重合且临边相互垂直的矩形图案，二维标定板加工有通孔。

基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建方法的具体步骤如下：

第一步：基于双矩形标识的汽车形貌单目主动视觉重建方法的图像采集：

摄像机固定在摄像机支架上，将摄像机支架放置在地面上，激光器插入连接件的钢管内孔，打开激光器，通过调节连接件的钢管上的螺钉，使激光器投射出的激光线与二维标定板共面并将激光器固定，摄像机采集一幅图像，图像包含二维标定板以及激光器与车辆表面相交的投影激光点；

第二步：摄像机内参数矩阵的求解：