[发明专利]一种超大范围视觉测量的双相机联合标定方法及系统

权利要求书

1.一种超大范围视觉测量的双相机联合标定方法，其特征在于，所述超大范围视觉测量的双相机联合标定方法包括：

初始化第一相机和第二相机的内参数，得到第一相机的内参数初值及第二相机的内参数初值；

通过无人机携带长度尺在测量空间中以各个姿态飞行；所述长度尺两端设置有回光反射球；

通过所述第一相机及所述第二相机采集每个姿态下长度尺两端的回光反射球的图像，得到图像集；所述图像集中包括多对第一图像及第二图像；所述第一图像为第一相机采集的图像，第二图像为第二相机采集的图像；

确定各第一图像及各第二图像中各回光反射球的像面二维坐标；

根据各第一图像及各第二图像中各回光反射球的像面二维坐标，确定本质矩阵；

根据所述本质矩阵，确定所述第二相机相对于所述第一相机的旋转矩阵及平移矩阵；所述旋转矩阵及平移矩阵为所述第一相机与所述第二相机的外方位参数初值；

采用光束平差法，对所述第一相机的内参数初值、所述第二相机的内参数初值以及所述外方位参数初值进行优化，得到第一相机的最优内参数、所述第二相机的最优内参数及最优外参数；

根据第一相机的最优内参数、第二相机的最优内参数及最优外参数，通过第一相机及第二相机对大尺寸工件进行测量。

2.根据权利要求1所述的超大范围视觉测量的双相机联合标定方法，其特征在于，所述确定各第一图像及各第二图像中各回光反射球的像面二维坐标，具体包括：

对各第一图像及各第二图像进行二值化处理，得到对应的二值图像；

对各二值图像进行连通区域标记，并采用灰度重心法求解各二值图像中连通区域亮度值的中心坐标；所述连通区域亮度值的中心坐标为回光反射球的像面二维坐标。

3.根据权利要求2所述的超大范围视觉测量的双相机联合标定方法，其特征在于，所述对各第一图像及各第二图像进行二值化处理，得到对应的二值图像，具体包括：

采用im2bw函数对各第一图像及各第二图像二值化，得到对应的二值图像。

4.根据权利要求2所述的超大范围视觉测量的双相机联合标定方法，其特征在于，根据以下公式，确定回光反射球的像面二维坐标：

其中，为回光反射球的像面二维坐标，为连通区域的像素点集合，f(u,v)为坐标为(u,v)的像素点的灰度值。

5.根据权利要求1所述的超大范围视觉测量的双相机联合标定方法，其特征在于，所述根据各第一图像及各第二图像中各回光反射球的像面二维坐标，确定本质矩阵，具体包括：

根据5对不共线的回光反射球的像面二维坐标，确定本质矩阵。

6.根据权利要求1所述的超大范围视觉测量的双相机联合标定方法，其特征在于，所述内参数初值包括焦距、主点在像面位置、径向畸变参数以及偏心畸变参数；

所述采用光束平差法，对所述第一相机的内参数初值、所述第二相机的内参数初值以及所述外方位参数初值进行优化，得到第一相机的最优内参数、所述第二相机的最优内参数及最优外参数，具体包括：

针对任一第二图像，根据所述第二相机的焦距、所述外方位参数初值及所述第二图像中两个回光反射球的像点坐标，确定所述第二图像中两个回光反射球的空间点坐标；

根据两个回光反射球的空间点坐标，确定两个回光反射球之间的空间距离；

根据所述第一相机的内参数初值、所述第二相机的内参数初值、所述外方位参数初值、各第二图像中两个回光反射球的空间点坐标及空间距离，确定扩展误差方程；

采用光束平差法，根据所述扩展误差方程，确定第一相机的最优内参数、第二相机的最优内参数及最优外参数。