[发明专利]主动双目视觉系统全局标定方法

摘要

主动双目视觉系统全局标定方法，其标定步骤是：首先安装主动双目视觉系统并调整参数，而后进行摄像机标定和立体标定，实现系统的立体校正。然后使用激光跟踪仪确定世界坐标系，并推导出动态左摄像机坐标系至世界坐标系的关系式，明确标定参数。然后再使系统从初态先后运动至姿态1和姿态2，并对每个姿态下的左摄像机坐标系与世界坐标系之间的几何关系进行标定。最后建立全局标定约束方程求解未知参数，完成全局标定。本发明提高了全局标定的稳定性和速度，获得了较高的全局标定精度。

主权项

主动双目视觉系统全局标定方法，其特征在于按照以下步骤进行标定：(1)在测量现场将主动双目视觉系统固定在工作位置，确定系统的左右摄像机之间的基线距离，同时调整各个摄像机的光圈和焦距并加以固定；(2)开启主动双目视觉系统的电源，执行系统复位使其处于初始姿态，然后由系统的双目摄像机同时采集不同姿态的二维平面靶标图像多幅，并存储到计算机中；(3)采用相关的基于二维平面靶标的标定方法，对主动双目视觉系统进行摄像机标定和立体标定，根据标定结果对主动双目视觉系统进行立体校正；(4)在测量现场，将激光跟踪仪放置在合适的位置，并使用激光跟踪仪确定世界坐标系；(5)将激光跟踪仪的靶标球固定在长方形标定板的表面，而后将标定板放置在主动双目视觉系统的视场范围内的适当位置，保证系统的各个摄像机和激光跟踪仪都能够“看到”靶标球的镜面中心；(6)激光跟踪仪记录当前靶标球的镜面中心在世界坐标系下的三维坐标，同时主动双目视觉系统的摄像机采集靶标球图像，并计算镜面中心点在左摄像机坐标系下的三维坐标，存储到计算机中；(7)重复(5)、(6)的工作，直到获得三组或三组以上的不同位置处的镜面中心点；(8)利用获得的镜面中心点对当前姿态下左摄像机坐标系与世界坐标系进行标定，并将标定结果存储至计算机中；(9)控制主动双目视觉系统从初态运动至某姿态，记录当前运动参数，而后重复(5)、(6)、(7)、(8)的工作，获得第二组标定结果，并存储至计算机；(10)再控制主动双目视觉系统运动至另一姿态，记录当前运动参数，后重复(5)、(6)、(7)、(8)的工作，获得第三组标定结果，并存储至计算机；(11)利用获得的三组标定结果建立两组全局标定约束方程，通过求解约束方程确定动态左摄像机坐标系至世界坐标系的函数表达式中的未知参数，完成全局标定；(12)将全局标定结果存储至计算机，以备后续主动双目视觉系统使用。