基于坐标变换的完整成像映射方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种完整成像映射方法，尤其涉及一种基于坐标变换的完整成像映射 方法。
技术介绍
目前视觉检测技术在工业的各个领域都有着广泛的应用，基于机器视觉的测量手 段和方法也得到了快速的发展，但对几何尺寸的视觉测量研究主要集中在对微小结构或尺 寸较小零件，其主要原因在于目前CCD器件像素级相对测量精度仅在ΚΓ 3数量级，而视觉系 统一次成像的成像区域与检测分辨率之间成反比关系。对微小物体进行图像测量时，由于 视场较小，可相应提高图像测量的分辨力来提高测量精度；而对于较大或细长类零件几何 尺寸的综合检测，一次成像获得的完整图像中由于分辨率不高从而导致检测精度满足不了 实际应用要求。 依照化整为零、再集零为整的完整成像基本思想可以解决较大尺寸零件视觉测量 中视场与图像分辨率之间的矛盾，文献1【何博侠，张志胜，徐孙浩等.大尺寸机械零件的 机器视觉高精度测量方法。中国机械工程，2009 20 (1)】针对具有条形纹理表面的机械零 件提出了基于纹理特征的序列图像校准方法，但对具有光滑表面或者表面纹理无规则的检 测对象无能为力，其应用领域极其有限。 文献2【刘凌云，罗敏等.基于图像拼接的尺寸精密检测算法研究，制造技术与 机床，2012, 11】中将图像拼接技术应用到视觉测量中，采用已标定摄像机方式建立图像投 影模型，提出了基于位姿变换的图像拼接算法实现图像之间的精确配准，并通过变位机驱 动摄像机精确变换位姿获取图像序列，实验验证该算法具有较高的拼接精度。将采集的序 列图像消除畸变后映射到同一基准平面是该拼接算法的关键步骤，但由于该...
【技术保护点】
一种基于坐标变换的完整成像的映射方法，其特征在于包括摄像机位姿找正，所述摄像机位姿找正是建立在摄像机借助于一个双自由度精确调整装置安装在测量平面上方，其包括以下步骤：1）摄像机对不同位姿的靶标平面拍摄多幅图像，由靶标上每个特征点与其图像上相应的像点之间的对应点关系应用平面标定法，进行优化搜索精确获取摄像机的内部参数；2）将靶标平放在测量平面上，以靶标平面作为XY平面设定世界坐标系{W1}；3）再次利用摄像机对靶标平面成像，由靶标上特征点与其像点对应关系、已标定的摄像机内参根据小孔成像公式得出世界坐标系{W1}相对于摄像机坐标系{C}位姿描述的齐次变换矩阵；对所述齐次变换矩阵进行欧拉角变换获得绕摄像机坐标系{C}固定轴x‑y‑z旋转的RPY角；4）待所测得的坐标系{C}相对于其自身的Y、Z两个轴依次旋转的相应角度小于设定阈值时，摄像机垂直找正完成；否则适当调整双自由度精确调整装置的俯仰及偏转角，返回步骤3）重新对标靶成像测量。
【技术特征摘要】
1. 一种基于坐标变换的完整成像的映射方法，其特征在于包括摄像机位姿找正，所述 摄像机位姿找正是建立在摄像机借助于一个双自由度精确调整装置安装在测量平面上方， 其包括以下步骤： 1) 摄像机对不同位姿的靶标平面拍摄多幅图像，由靶标上每个特征点与其图像上相应 的像点之间的对应点关系应用平面标定法，进行优化搜索精确获取摄像机的内部参数； 2) 将靶标平放在测量平面上，以靶标平面作为XY平面设定世界坐标系{WJ ; 3) 再次利用摄像机对靶标平面成像，由靶标上特征点与其像点对应关系、已标定的摄 像机内参根据小孔成像公式得出世界坐标系{WJ相对于摄像机坐标系{C}位姿描述的齐 次变换矩阵』对所述齐次变换矩阵进行欧拉角变换获得绕摄像机坐标系{C}固定轴 x-y-z旋转的RPY角； 4) 待所测得的坐标系{C}相对于其自身的Y、Z两个轴依次旋转的相应角度小于设定 阈值^时，摄像机垂直找正完成；否则适当调整双自由度精确调整装置的俯仰及偏转角，返 回步骤3)重新对标靶成像测量。2. 如权利要求1所述的基于坐标变换的完整成像映射方法，其特征在于：所述齐次变 换矩阵,+/是按照公式（2)进行欧拉角变换获得绕摄像机坐标系{C}固定轴x-y-z旋转的 RPY 角；上述公式（2)中，C+iV )为坐标系iWj的原点在坐标系{C}中的坐标； 、，为坐标系{C}相对于其自身的X、Y、Z三个轴依次旋转的相应角度，其中，坐标系{C}的 Χ、Υ、Ζ三个轴分别相应旋转α、於、^角度后与坐标系{WJ同方位。3. 如权利要求1所述的基于坐标变换的完整成像映射方法，其特征在于，所述映射方 法还包括建立图像无畸变焦平面向后映射数学模型； 所述图像无畸变焦平面向后映射数学模型的建立是基于所述摄像机位姿来进行，即首 先建立摄像机光轴垂直于测量平面时测量平面上点P...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凌云，罗敏，吴岳敏，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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