[发明专利]运动物体的测量方法和测量装置

说明书

本申请提供了一种运动物体的测量方法和测量装置，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。该方法包括：测量第一标定物，获得第一坐标系，第一坐标系为相机坐标系；测量第二标定物，获得第二坐标系，第二坐标系为用户自定义坐标系；基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系；基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。

技术领域

本申请涉及立体视觉测量技术领域，尤其涉及一种运动物体的测量方法和测量装置。

背景技术

双目立体视觉(binocular stereo vision)是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备(例如相机)从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算两幅图像中被测物体的对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。

用户可以基于双目立体视觉技术对运动的物体进行测量，使用运动学参数描述物体的运动，例如，使用位移、速度、加速度、角速度以及角加速度等运动学参数。物体的运动是相对的，当使用运动学参数描述物体的运动时，用户需要指定参考坐标系。

在基于双目立体视觉技术测量运动物体的方法中，一般仅能获得相机坐标系(即以两个相机的水平连线及其光路中心构建的坐标系)或者运动物体的自身坐标系下运动物体的运动学参数，无法按照用户需求灵活获得其他坐标系(例如地面坐标系或者用户自定义的任意坐标系)下运动物体的运动学参数，用户体验不好。

发明内容

本申请提供了一种运动物体的测量方法和测量装置，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。

第一方面，本申请提供了一种运动物体的测量方法，包括：测量第一标定物，获得第一坐标系，第一坐标系为相机坐标系；测量第二标定物，获得第二坐标系，第二坐标系为用户自定义坐标系；基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系；基于双目立体视觉，在第二坐标系下测量运动物体，获得运动物体的运动参数。

相机坐标系即以两个相机的水平连线及其光路中心构建的坐标系。

第一标定物用于获得相机坐标系。第二标定物用于获得用户自定义坐标系。

用户自定义坐标系可以为坐标轴之间均为直角的坐标系或者坐标轴之间不成直角的任意坐标系，例如，地面坐标系或者任意坐标系。

第二标定物可以正方体或者长方体，本申请实施例不做限定。

运动参数可以包括运动物体触地时，运动物体的自身坐标系相对于第二坐标系所旋转的角度。

本申请实施例提供的运动物体的测量方法，基于双目立体视觉技术测量运动物体，可以根据相机坐标系，重建用户自定义的坐标系，实现在用户自定义的坐标系下描述被测物体的运动，可以按照用户需求获取用户自定义的坐标系下运动物体的运动学参数，提高了测量的灵活性和用户体验。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一坐标系和第二坐标系之间的差值包括：第一坐标系中的第一坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第四坐标轴平行的第一角度、第一坐标系中的第二坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中的第五坐标轴平行的第二角度以及第一坐标系中的第三坐标轴按第一方向旋转到与第二坐标系中第六坐标轴平行的第三角度，第一方向为顺时针方向或者逆时针方向；基于第一坐标系和第二坐标系之间的差值，重建第二坐标系，包括：将第一坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴以及第三坐标轴分别根据第一角度、第二角度以及第三角度按第一方向旋转，重建第二坐标系。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，运动参数包括运动物体触地时，运动物体的自身坐标系相对于第二坐标系所旋转的角度。