[发明专利]旋成体目标位姿视觉测量方法

摘要

本发明公开了一种旋成体目标位姿视觉测量方法，该方法基于视觉测量技术，使用两个高速摄像机，分别布设在目标的侧面和下面；为测量目标的滚转角和质心位置，在目标上设置标记；通过提取摄像机捕获图像中目标表面的标记线和轴向轮廓线，计算得到目标的位置和姿态信息。本发明通过上述技术方案得到的旋成体目标的位置和姿态信息相比于现有测量技术具有精度高、鲁棒性高和测量范围大的优点。

主权项

一种旋成体目标位姿视觉测量方法，其特征在于，所述旋成体目标位姿视觉测量方法包括：步骤101，设置两个摄像机的位置，将所述两个摄像机中的一个摄像机设置在所述旋成体目标的侧面，另一个摄像机设置在与所述旋成体目标的轴线平行的竖直平面内；或将所述两个摄像机中的一个摄像机设置在所述旋成体目标的下面，另一个摄像机设置在与所述旋成体目标的轴线垂直的竖直平面内；步骤102，在所述旋成体目标上设置标记以形成标记线；步骤103，建立三维坐标系；步骤104，标定摄像机以获取用于图像校正的所述摄像机的内参数和用于确定所述摄像机位置和姿态的所述摄像机的外参数，且根据所述两个摄像机拍摄的标尺的图像，获取三维坐标系中三个坐标轴方向的图像像素分别与真实世界的比例；步骤105，根据所述摄像机拍摄的所述旋成体目标的侧视图，提取所述旋成体目标的轴向轮廓线和标记线，并计算得到所述旋成体目标的俯仰角，滚转角和质心X，Y坐标；步骤106，根据所述摄像机拍摄的所述旋成体目标的侧视图，获得所述旋成体目标质心Z坐标；步骤107，构建三维仿真场景，以所述旋成体目标的三维数模为模型，根据步骤105获得的所述旋成体目标的俯仰角，滚转角和质心X，Y坐标和步骤106获得的所述旋成体目标质心Z坐标，预设一个偏航角初始值；视点设置为与拍摄产生旋成体目标仰视图的仰视摄像机相同的位姿；然后以小角度改变所述旋成体目标的偏航角，获得一系列的模型投影图；步骤108，根据所述摄像机拍摄的所述旋成体目标的仰视图，提取所述旋成体目标的轴向轮廓线；对所述步骤107获取的一系列模型投影图提取所述模型的轴向轮廓线，并分别与所述旋成体目标的轴向轮廓线对比斜率，最接近的一条轮廓线，其对应的模型投影图相应的模型偏航角即为所述旋成体目标的偏航角；步骤109，根据步骤108获得的所述旋成体目标的偏航角，继续执行步骤105，重新计算所述旋成体目标的俯仰角；然后再继续后续步骤，完成所述旋成体目标的位姿测量。