[发明专利]一种在运动过程中获取物体3D坐标及尺寸的设备及方法

权利要求书

1.一种3D采集方法，其特征在于：

(1)利用采集设备采集目标物多个图像；

(2)标定装置获取采集设备在采集每个图像时采集设备的位置和姿态信息；

(3)处理器根据上述多个图像合成目标物三维模型，获取影像间大量同名像素点对，同时将采集设备位置和姿态信息作为外参数，在多个图像的内参数、外参数已知的情况下，计算得到同名像点对应的三维坐标，从而获得具有三维坐标的三维模型点云；

其中内参数包括像主点x₀，像主点y₀，图像采集装置的焦距f，径向畸变差系数k₁，径向畸变差系数k₂，切向畸变差系数p₁，切向畸变差系数p₂，图像采集装置感光元件非正方形比例系数α，图像采集装置感光元件非正交性的畸变系数β。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：位置信息包括XYZ坐标，姿态信息包括偏角、倾角和旋角。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：处理器还根据结合采集设备以下参数进行同名像点三维坐标计算：像主点坐标(x₀,y₀)，图像采集装置的焦距f，径向畸变差系数k₁，径向畸变差系数k₂，切向畸变差系数p₁，切向畸变差系数p₂，图像采集装置感光元件非正方形比例系数α，和/或图像采集装置感光元件非正交性的畸变系数β。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：图像采集装置转动采集一组图像时的位置符合如下条件：

其中L为相邻两个采集位置图像采集装置光心的直线距离；f为图像采集装置的焦距；d为图像采集装置感光元件的矩形长度；M为图像采集装置感光元件沿着光轴到目标物表面的距离；μ为经验系数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：μ0.482，或μ0.357，或μ0.198。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：采集设备为3D图像采集设备时，3D图像采集设备的相邻两个采集位置符合如下条件：

其中L为相邻两个采集位置图像采集装置光心的直线距离；f为图像采集装置的焦距；d为图像采集装置感光元件的矩形长度或宽度；T为图像采集装置感光元件沿着光轴到目标物表面的距离；δ为调整系数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：δ0.603，或δ0.410，δ0.356，或δ0.311，或δ0.284，或δ0.261，或δ0.241，或δ0.107。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：得到同名像点对应的三维坐标是通过对匹配的同名像点进行空间前方交会解算实现的。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：获得目标物的绝对尺寸。

10.一种标定设备，其特征在于：使用权利要求1-9任一所述的方法。