[发明专利]一种导线脱冰跳跃轨迹双目测量方法

摘要

本发明涉及一种考虑结构参数的导线脱冰跳跃轨迹双目测量方法，其步骤为：⑴系统标定：将测量装置架设在与待测导线平行的位置，测量装置采用双目，即两个相机测量的方式，将测量装置与上位机连接形成测量系统，通过上位机计算，获取测量系统的内参数和结构参数；⑵图片拍摄：测量装置采用仰视姿态连续拍摄脱冰导线；⑶数据处理：通过上位机进行数据处理，完成两个相机与导线图像匹配点的立体匹配和匹配点的三维坐标计算；⑷显示轨迹：对数据处理后的计算结果进行坐标变换，显示出脱冰导线横向运动轨迹、纵向运动轨迹和轴心运动轨迹。本发明结合了双目视觉技术、数字图像处理技术、计算机软件技术等，技术先进。

主权项

1.一种考虑结构参数的导线脱冰跳跃轨迹双目测量方法，其步骤为：⑴系统标定：将测量装置架设在与待测导线平行的位置，测量装置采用双目，即两个相机测量的方式，将测量装置与上位机连接形成测量系统，通过上位机计算，获取测量系统的内参数和结构参数；⑵图片拍摄：测量装置采用仰视姿态连续拍摄脱冰导线；⑶数据处理：通过上位机进行数据处理，完成两个相机与导线图像匹配点的立体匹配和匹配点的三维坐标计算；⑷显示轨迹：对数据处理后的计算结果进行坐标变换，显示出脱冰导线横向运动轨迹、纵向运动轨迹和轴心运动轨迹；步骤⑴所述的测量装置包括支架、左相机、右相机、数据线，支架为“T”字型，顶部两侧分别对称安装有一相机，左边的相机为左相机，右边的相机为右相机，调整两相机位置，使两个相机之间的连线垂直于导线方向且两相机之间之间的中点位于导线下方；步骤⑴所述的测量系统内参数采用平面棋盘格模板法进行求解，所用的标定板尺寸为600mm＊400mm，格点大小50mm＊50mm，标定图片为20幅；步骤⑴所述的测量系统的结构参数的计算方法是：设P为标定板上的一个角点，那么左右相机坐标系中P点满足：Pc1＝RlPw+Tl  (1)Pc2＝RrPw+Tr  (2)Pc2＝R'Pc1+T'  (3)Pc1＝R”Pc2+T”  (4)由式(1)、(2)、(3)容易得到R'＝RrRl‑1  (5)T'＝Tr‑R'Tl  (6)同理，由式(1)、(2)、(4)可以得到R"＝RlRr‑1  (7)T"＝Tl‑R"Tr  (8)采用较小的标定板，尺寸为300mm＊300mm，格点大小50mm＊50mm，拍摄多幅标定图片，考虑重投影误差函数：式中，P_lij和P_rij分别代表P点在左右相机所拍摄的第i幅标定图片中的第j个角点，和代表左、右相机中由相机内参、第i幅标定图片的旋转矩阵以及平移向量计算出的第j个投影点，将式(5)(6)式带入式(9)，可以得到：利用LM(Levenberg‑Marquard)优化算法对上述方程进行求解，得出R'和T'的精确值，上述求解过程中，R'和T'的初值可以选择由式(5)(6)直接计算出来的某个结构参数值，将式(7)(8)式带入式(9)，得到：比较求解后重投影误差E1和E2的大小，取较小值所对应的结构参数的值。