[发明专利]一种基于多相机的非球面面形测量方法

权利要求书

1.一种基于多相机的非球面面形测量方法，其特征是应用于由第一相机(1)、第二相机(2)、第三相机(3)、第四相机(4)、第五相机(5)、计算机(6)、待测物体(7)、光学平台(8)、参考平面(9)所组成的测量系统中，在所述光学平台(8)上放置有所述待测物体(7)，在所述光学平台(8)的上方设置有参考平面(9)，在所述参考平面(9)的四个顶角与中心位置分别放置一相机；各个相机分别与计算机(6)连接；

所述非球面面形测量方法包括如下步骤：

步骤1、对五个相机分别与参考平面(9)的相对位置进行标定，得到如式(1)所示的相机坐标系与参考平面坐标系的位置转换关系式：

X_i＝R_i·P_w+T_i (1)

式(1)中，R_i和T_i分别表示参考平面坐标系到第i个相机坐标系的旋转矩阵和平移向量；P_w表示参考平面(9)上第w个特征角点的坐标；w∈[1,N]；N表示参考平面(9)上特征角点数量，X_i表示特征角点在第i个相机坐标系中的坐标；i∈[1,5]；

步骤2、利用式(2)确定任意两个相机坐标系之间的相对位置关系：

式(2)中，表示参考平面坐标系到第j个相机坐标系的旋转矩阵的逆矩阵，T_j表示参考平面坐标系到第j个相机坐标系的平移向量，X_j表示特征角点在第j个相机坐标系中的坐标，i,j∈[1,5]；i≠j；

利用式(3)和式(4)分别得到第j个相机坐标系到第i个相机坐标系的旋转矩阵R_ij和平移向量T_ij：

步骤3、五个相机分别采集所述待测物体(7)的编码图像，并发送给所述计算机(6)，由所述计算机(6)对编码图像进行解调，得到待测物体(7)的表面三维坐标集合；其中，第j个相机系统所采集的编码图像得到的待测物体(7)的表面点三维坐标集合记为S_j；

令中心位置处的相机坐标系为参考坐标系，并利用式(5)得到所述待测物体(7)的表面整体三维信息S，从而完成非球面面形整体测量：

S＝R_ij·S_j+T_ij (5)。