[发明专利]激光光斑落点标记、空间测量方法及测量系统

说明书

本申请提供一种激光光斑落点标记方法、一种空间测量方法及测量系统，其中，空间测量方法包括步骤：成像装置对准目标平面进行拍摄并生成目标平面的成像，其中，第一激光测距仪的激光落点、第二激光测距仪的激光落点、第三激光测距仪的激光落点均位于目标平面上,读取第一激光测距仪的激光距离、第二激光测距仪的激光距离、第三激光测距仪的激光距离；计算单元根据目标平面的成像、第一激光测距仪、第二激光测距仪、第三激光测距仪的激光距离和直线方程，计算目标点在相机坐标系中的投影坐标，进而计算单元根据目标点在相机坐标系中的投影坐标对目标平面进行空间测量。本申请具有适用方面广、复杂度低、测量精度高等优点。

技术领域

本申请涉及视觉测量技术领域，具体而言，涉及一种激光光斑落点标记、空间测量方法及测量系统。

背景技术

目前，视觉测量技术主要包括两种，第一种是如专利公开号为CN109855603A公开的一种聚焦测量方法及终端，该聚焦测量方法及终端需要通过转动云台使得测距仪对准平面上的三个以上空间点，进而具有消耗较长时间的缺点。另一方面，当终端处于晃动状态时，很难将激光对准目标点，此时需要耗费更长的时间，有可能无法完成测量过程。

另一种视觉测量技术为如专利公开号CN209197755U公开的一种新型激光视觉测量设备，而该测量设备在生产过程中需要严格将三束激光在设备前方的同一个点交汇，生产难度较大。其次，在使用该测量设备进行测量的过程中，激光测距仪的激光光斑需要在视频画面中可见，由于激光测距仪的激光光斑在日间室外环境下通常不可见，由此限制了该测量设备只能用于室内环境。另外，激光测距仪的光束在摄像机前交汇，当激光测距仪的光束交汇的夹角大于摄像机的视场角时，激光在一定距离外必定跑出摄像机的可见范围，由此限制了摄像机的焦距范围，并再次约束了该测量设备的使用场景。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种激光光斑落点标记、空间测量方法及测量系统，其中，激光标定用于实现激光光斑落点标记用于对激光光斑落点进行标记，而空间测量方法及测量系统用于对目标平面进行空间测量。

本申请第一方面公开一种激光光斑落点标记方法，所述方法包括：

计算单元确定激光测距仪的激光发射点在成像装置的相机坐标系的坐标和所述激光测距仪的激光在所述相机坐标系的直线方程；

所述计算单元获取所述激光测距仪与位于设备前方的空间点之间的激光距离；

所述计算单元根据所述激光发射点坐标、所述直线方程、所述激光距离计算所述空间点在所述相机坐标系的三维空间坐标；

所述计算单元根据成像装置的焦距和成像原理，计算得到成像平面的平面方程；

所述计算单元根据所述平面方程、所述空间点的三维空间坐标确定过所述成像装置的相机坐标系原点与所述空间点的直线与所述成像平面的相交点的三维空间坐标；

根据所述成像装置的焦距和成像原理将所述相交点的三维空间坐标转换为二维像素坐标，并作为所述激光光斑落点的像素坐标；

根据所述激光光斑落点的像素坐标在视频画面中标记所述激光光斑落点的位置。

本申请第一方面的方法能够根据平面方程、空间点的三维空间坐标确定过成像平面中心点与空间点的直线与成像平面的相交点的三维空间坐标，进而能够根据成像装置的焦距和成像原理将相交点的三维空间坐标转换为二维坐成像坐标，并作为激光光斑落点的像素坐标，从而能够根据激光光斑落点的像素坐标在视频画面中标记激光光斑落点的位置。

在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，所述计算单元确定激光测距仪的激光发射点在成像装置的相机坐标系的坐标和所述激光测距仪的激光在所述相机坐标系的直线方程，包括：