[发明专利]单目位姿测量精度评估的一体化柔性实验方法

摘要

本发明单目位姿测量精度评估的一体化柔性实验方法属于计算机视觉测量技术领域，涉及一种单目位姿测量精度评估的一体化柔性实验方法。该方法采用单目相机拍摄图像，利用控制机床A、C轴及Y向和Z向滑台的旋转和平移，使标定板处于不同空间位置拍摄多幅不同的图像；采用特制实验装置可在机床特定位姿下通过在基准上选取编码点，利用空间点与图像点的对应关系来求解机床位姿，并在此基础上与其余编码点进行重投影，通过重投影误差来评估算法的求解精度。该方法配合特制实验装置实现了相机标定和位姿算法验证功能的一体化，根据编码点的数量结合编码方式适应多种不同位姿算法评估及精度对比的需求，该方法具备较好的柔性，使用方便，操作简单。

主权项

1.一种单目位姿测量精度评估的一体化柔性实验方法，其特征为，该方法采用单目相机拍摄图像，利用控制机床A、C轴及Y向和Z向滑台的旋转和平移，使棋盘格标定板处于不同空间位置拍摄多幅不同的图像；再采用特制实验装置在机床特定位姿下通过在测量基准上选取一定数量的编码点，利用空间点与图像点的对应关系来求解机床位姿，并在此基础上与其余编码点进行重投影，通过计算重投影误差来评估算法的求解精度；方法的具体步骤如下：/n第一步，安装特制实验装置/n特制实验装置包括相机测量部件、基准部件、驱动部件；/n所述相机测量部件由工业相机、电控升降台、角钢、转接板及相机固定螺栓组成，电控升降台采用滚珠丝杠进行升降；安装在机床工作台(1)上的电控升降台(2)上装有角钢(3)，工业相机(5)通过相机固定螺栓固定在相机装接板(4)上，再将相机装接板(4)安装在角钢(3)上；/n在基准部件中，先将背光源(12)安装到C型金属块(13)的中部的方形槽中，并用光源锁紧螺栓(17)与转接板(18)固联，转接板(18)加工有4排2列共8个沉头通孔和4个螺纹孔，每排沉头孔的竖直间距为Y向滑台(10)移动面板螺纹孔竖直间距的一半；将光刻玻璃板(15)安放在C型金属块(13)上方的凹槽中，用压板(14)通过压板螺栓(16)固定；/n所述驱动部件包括机床两个旋转轴A轴、C轴和两个线性滑台Z向滑台(11)、Y向滑台(10)；将调节好的Z向滑台(11)和Y向滑台(10)垂直安装，再将转接板(18)通过转接板螺栓(19)固联在Y向滑台(10)的移动面板上；圆形转接法兰(8)上端有4个螺纹孔，中部为带有U型槽的盘型板，下端设计为圆轴，装配时将圆轴插入机床转台的圆孔中定位；转接法兰螺栓(9)通过转接法兰(8)上端的螺纹孔将转接法兰(8)固定在Z向滑台(11)的底部；/n第二步，相机标定/n标定时，首先将安放在C型金属块(13)上方的凹槽中光刻玻璃板(15)更换成棋盘格标定板，并用压板(14)固定；再调节电控升降台(2)使相机处于合适位置，通过调节Y、Z向滑台(10、11)使标定板充满视场，对焦后即可进行相机标定；在保持相机固定状态下，通过调节Y向、Z向滑台(10、11)在平面内取不同位置拍摄9张图像，用于覆盖相机视场，之后控制机床A、C两轴旋转，取不同空间位置拍摄6张图像，用于覆盖景深变化，最后将拍摄的15张图像结合张氏标定法得出相机的内参数及畸变参数；/n设空间中任意点P在世界坐标系下的坐标(X