[发明专利]一种平行平板折射成像双目视觉三维测量方法

权利要求书

1.一种平行平板折射成像双目视觉三维测量方法，其特征在于，该方法采用设备包括双目相机、平行平板和标定板，包括以下步骤：

S1、在未架设平行平板的情况下对双目相机进行标定，将标定板靶点的世界坐标作为折射前的标准参考点P₁…P_n的坐标，计算双目相机的两光心O₁、O₂的世界坐标，根据双目相机的像元尺寸d_x、d_y和标定得到的相机在像素坐标系X轴和Y轴的量化焦距f_x、f_y计算双目相机焦距f_l、f_r；

S2、架设固定平行平板在双目相机和标定板之间，双目相机各采集一张经过平行平板折射后的标定板图像；

S3、将折射后双目相机采集的标定板图像上的靶点P_l1…P_ln、P_r1…P_rn的像素坐标转换为世界坐标，计算过P_l1…P_ln和左相机光心O₁的直线l_l1…l_ln和过P_r1…P_rn与右相机光心O₂的直线l_r1…l_rn；

S4、建立双目相机平行平板折射模型；

S5、计算过P₁…P_n的与l_l1…l_ln、l_r1…l_rn对应相交的直线的法向量η₁…η_n，利用η₁…η_n计算平行平板法向量η；

S6、计算过P₁…P_n的法向量为η的直线与l_l1…l_ln、l_r1…l_rn的相交点P′_l1…P′_ln和P′_r1…P′_rn到P₁…P_n的距离h_l1…h_ln、h_r1…h_rn以及平行平板法向量η与l_l1…l_ln、l_r1…l_rn的夹角α_l1…α_ln、α_r1…α_rn；

S7、将h_l1…h_ln、h_r1…h_rn以及α_l1…α_ln、α_r1…α_rn带入步骤S4建立的双目相机平行平板折射模型，计算平行平板的厚度d和折射率n；

S8、利用双目相机透过平行平板采集图像，将被测点像素坐标转换为世界坐标并分别计算过相应光心O₁、O₂的直线l₁、l₂，根据步骤S4建立的双目相机平行平板折射模型以及计算所得平行平板法向量η、厚度d以及折射率n还原被测点p真实世界坐标。

2.根据权利要求1所述的平行平板折射成像双目视觉三维测量方法，其特征在于：步骤S1双目相机标定后，保持标定板静止于双目相机标定过程拍摄最后一张标定板图像时的位置，将此时的标定板平面作为世界坐标系的XOY面建立世界坐标系；量化焦距和相机焦距转换关系由以下公式给出：

f＝(f_xd_x+f_yd_y)/2。