[发明专利]基于一维靶标旋转运动的四目立体视觉系统全局标定方法

权利要求书

1.一种基于一维靶标旋转运动的四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，

(1)、分别获取两个双目立体视觉系统视场内一维靶标上标记点的三维坐标，并利用角度传感器获得特定靶标图像拍摄时的角度间隔；

(2)、根据一维靶标旋转运动形成的圆锥特性，分别对两个双目立体视觉系统采集的标记点进行圆锥拟合，计算圆锥轴线方向和圆锥顶点坐标；

(3)、利用测得的角度间隔，计算两个双目立体视觉系统在垂直圆锥轴线方向的角度偏差；

(4)、根据两个锥面物理上属于同一个锥面的关系，把第二个双目立体视觉系统采集的标记点三维坐标通过旋转平移变换，转换到第一个双目立体视觉系统坐标系下。

2.根据权利要求1所述的基于一维靶标旋转运动的四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于：所述步骤(2)中根据一维靶标旋转运动形成的圆锥特性，双目立体视觉系统采集的各相位标记点均在锥面上，分别对两个双目立体视觉系统采集的标记点进行圆锥拟合，计算圆锥轴线方向和圆锥顶点坐标，具体包括以下步骤：

(2.1)、在第一个双目立体视觉系统内选取9个均匀分布的标记点，粗拟合圆锥求解锥面方程的9个参数，求得圆锥轴线和圆锥顶点O_c1的初始解；

(2.2)、通过Levenberg-Marquardt优化算法，将该系统内所有标记点带入目标函数，使得点到拟合锥面的距离之和最小，得到优化后的圆锥轴线和圆锥顶点O₁；

(2.3)、对第二个双目立体视觉系统采集的标记点进行圆锥拟合，根据步骤(2.1)和(2.2)，同理可得圆锥轴线和圆锥顶点O₂。

3.根据权利要求1所述的基于一维靶标旋转运动的四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于：所述步骤(3)中利用角度传感器获得的角度间隔记为第i号相位在第一个双目立体视觉系统坐标系中的方位角记为θ_i，第j号相位在第二个双目立体视觉系统坐标系中的方位角记为θ_j，两个双目立体视觉系统在垂直圆锥轴线方向的角度偏差记为则

4.根据权利要求1所述的基于一维靶标旋转运动的四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于：所述步骤(4)中根据两个锥面物理上属于同一个锥面的关系，把第二个双目立体视觉系统中的标记点三维坐标通过旋转平移变换，转换到第一个双目立体视觉系统坐标系下，实现两个双目立体视觉系统的统一，从而完成全局标定，具体包括以下步骤：

(4.1)、把旋转至与平行，其旋转矩阵记为R₁；

(4.2)、把O₂平移至与O₁重合，其平移矩阵记为T；

(4.3)、把第二个双目立体视觉系统坐标系绕第一个双目立体视觉系统的圆锥轴线旋转其旋转矩阵记为R₂；

(4.4)、综合上述步骤，第二个双目立体视觉系统中任一标记点三维齐次坐标转换到第一个双目立体视觉系统坐标系的齐次坐标记为P_ij′：P_ij′＝R₂[R₁，T]P_ij。