一种LED手持靶标光心偏差校正算法制造技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于视觉测量
，涉及一种LED手持靶标光心偏差校正算法。
技术介绍
随着各种异形工件内腔外形检测需求的增多，以立体视觉测量为基础的便携式3D坐标测量技术得到越来越多的应用。双目立体视觉系统只需要两台摄像机、标定板、手持靶标和专用侧头，就能完成对大型复杂型腔零件的在位/在线测量，不受现场环境影响，可靠性高、尤其是对复杂内腔、深长孔等测量有独特的优势。在双目立体视觉系统中，手持靶标是一个重要的测量设备。测量时手持靶标的测头与待测物体表面接触，标定完成后的摄像机通过捕捉手持靶标靶面特征点，完成特征点的3D空间坐标还原，利用建立的靶标坐标系完成从靶面特征点的3D空间坐标到侧头坐标转换，从而最终测得与侧头接触的待测物体表面3D空间坐标。因此，靶面特征点的3D空间坐标测量精度直接影响系统的测量精度。如何提高手持靶标特征点的测量精度是视觉测量领域的难点。目前，手持靶标从特征点发光来源上分，可以分为正投式和背投式。正投式手持靶标特征点本身不发光，靠反射主动光源供摄像机捕捉，由于其特征点形状需要靠加工精度保证，所以靶标加工成本高且精度受到限制。通常实际测量中使用的都是背投式，通过在靶面规律布置一定数量LED光点连接稳定直流电源以供摄像机捕捉。由于LED特征点是余弦发光体，不同视角下的光强分布不均匀，利用加权坐标重心法提取LED发光中心图像平面坐标必然会产生偏差，这个偏差会影响在利用双目立体视觉系统进行精密测...
【技术保护点】
一种LED手持靶标光心偏差校正算法，其特征在于，首先确定靶标光心的校正方向，然后提取出左右摄像机捕捉到图像的光心坐标，最后对光心坐标进行定位；所述定位包括粗定位和精确定位，其中，粗定位是指将图像光心坐标沿校正方向移动，构成粗略定位，精确定位是指在粗定位的基础上，左右移动，精确定位的移动步长远小于粗定位的移动步长，从而实现精确定位。
【技术特征摘要】
1.一种LED手持靶标光心偏差校正算法，其特征在于，首先确定靶标光心的校正方向，
然后提取出左右摄像机捕捉到图像的光心坐标，最后对光心坐标进行定位；所述定位包括粗定
位和精确定位，其中，粗定位是指将图像光心坐标沿校正方向移动，构成粗略定位，精确定位
是指在粗定位的基础上，左右移动，精确定位的移动步长远小于粗定位的移动步长，从而实现
精确定位。
2.根据权利要求1所述的一种LED手持靶标光心偏差校正算法，其特征在于，所述粗定
位的具体方法为：
(1)将提取的左右摄像机的光心坐标沿校正方向移动,移动的步长为ε，
0.01pixel≤ε1≤0.05pixel，移动的次数为j，共移动距离Pj，其中，Pj＝ε1*j，左右摄
像机捕捉到的图像平面的所有点移动一个步长ε形成的图像称之为点位图，则左右图像平面形
成j*j个点位图对；
(2)对提取出来的图像光心坐标进行归一化坐标变换，计算每一个点位图对对应的基础
矩阵解除归一化变换得到原始点对应基础矩阵Fi；
(3)将与j*j个点位图对相对应的j2个基础矩阵写成列向量的形式构造出一个9行j2列的矩阵M1，利用PCA算法对M1进行特征空间重构，取前6个特征值及其对应的特征向量，
构成矩阵M′1；将M′1中的所有列向量进行样本投影重构，将每一个基础矩阵的列向量与均值
向量的差值投影到特征空间，寻找样本空间中与目标欧氏距离最短、夹角最小的基础矩阵，以
筛选出的基础矩阵对应点位图对的左右图像平面光心坐标位置为粗定位的结果。
3.根据权利要求2所述的一种LED手持靶标光心偏差校正算法，其特征在于，所述精确
定位的方法为：将粗定位中的单步步长变为ε2，ε2＝ε1/10，校正方向为粗定位结果为中心，
沿靶标光心的校正方向左右各移动n/2个步长ε2，得到n*n个点位图对和n2个基础矩阵，
重复粗定位过程，此时筛选出的基础矩阵对应点位图对的左右图像平面光心坐标位置为最终校
\t正结果。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种LED手持靶标光心偏差校正算法，其特征
在于，靶标光心的校正方向根据以下公式计算：
其中，为LED发光面的法线方向，为摄像机光心到LED发光中心的向量，为校正
方向，λ1,λ2分别代表校正方向的两个分量。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种LED手持靶标光心偏差校正算法，其特征
在于，对光心坐标进行定位前，首先对左右相机内外参标定结果构造出来的基础矩阵F0进行
降噪，保证基础矩阵F0满足秩为2。
6.一种LED手持靶标光心偏差校正算...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏，马跃洋，谷飞飞，卜鹏辉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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