一种基于跟踪器的大型物体三维测量中LED标记的标定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于跟踪器的大型物体三维测量中LED标记的标定方法，包括以下步骤：(1)用基于轨迹的LED标记匹配方法对LED标记进行匹配：所述的立体跟踪器观测所述的LED标记在立体跟踪器视场中的运动轨迹；将立体跟踪器两个相机中观测到的LED标记的轨迹进行匹配；根据匹配结果，测量LED标记在立体跟踪器坐标系中的三维坐标；(2)用基于棋盘格的LED标记标定方法进行LED标记的标定：将所述的LED标记在立体跟踪器坐标系中的三维坐标，转换到三维扫描仪的坐标系中，实现LED标记的标定。该方法LED标记匹配精确度高，能准确地寻找空间标定物的点特征，其标定精度和鲁棒性高，从而能够方便、准确地在三维测量中对LED标记进行标定。

A LED tag calibration method for 3D measurement of large objects based on tracker

The invention discloses a calibration method of 3D measurement of large object tracker based on LED markers, which comprises the following steps: (1) using LED markers based on trajectory matching method to match the LED marker: LED marker observation trajectory tracker the stereo stereo tracking device in the field will be carried out; LED, mark two camera stereo tracker of the observed trajectory; according to the matching result, 3D coordinate measurement of LED markers in stereo tracker in the coordinate system; (2) calibration of LED labeled with LED mark checkerboard calibration method based on the three-dimensional coordinates of the LED markers in stereo tracker coordinate system the conversion to a 3D scanner coordinate system, realize the calibration of LED markers. The LED tag matching method has high accuracy and can accurately find the point feature of the space marker. It has high calibration accuracy and robustness, so it can calibrate LED tags conveniently and accurately in 3D measurement.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于三维测量
，涉及三维测量技术中的LED标记标定方法，特别是一种基于立体跟踪器的大型物体三维测量中LED标记的标定方法。技术背景基于跟踪器的大型物体三维测量方法是一种新兴的三维测量技术。在该技术中，需要利用三维扫描仪和立体跟踪器等设备实现三维测量。三维扫描仪包括两个工业相机和一个投影仪组成，立体跟踪器包括两个工业相机。在三维扫描仪上需要安装若干LED反光标记。通过移动三维扫描仪，测量大型物体的局部三维数据。在移动三维扫描仪测量大型物体的局部数据的过程中，立体跟踪器需要跟踪三维扫描仪上的LED标记，计算三维扫描仪的姿态，拼接局部数据。在此过程中，如何准确地标定三维扫描仪上的LED标记，是实现精确拼接的关键技术。所谓标定LED的标记，是指计算LED标记在三维扫描仪坐标系中的三维坐标。一般是先进行LED标记匹配，然后进行标定。但是由于三维扫描仪上的工业相机无法看到安装在自身上的LED标记，如何标定LED标记非常困难。在现有技术中，往往采用点对应的方式，实现LED标记匹配。由于所有LED标记所在图像区域的局部特征非常相似，无法采用传统的点特征匹配技术实现精确匹配。因此只能利用平面几何关系寻找点的对应关系，但是该方法会产生较大的匹配错误。而且，现有技术通常采用圆形图案的标定方法进行LED标记的标定，该方法无法精确地寻找空间标定物，标定精度和鲁棒性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于跟踪器的大型物体三维测量中LED标记的标定方法。该方法LED标记匹配精确度高，能准确地寻找空间标定物的点特征，其标定精度和鲁棒性高，从而能够方便、准确地在三维测量中对LED标记进行标定。为了解决现有技术的上述问题，本专利技术采用以下技术方案。本专利技术的一种基于跟踪器的大型物体三维测量中LED标记的标定方法，所采用的系统包括：一台包括两个工业相机和一台投影仪的三维扫描仪、一台包括两个工业相机的立体跟踪器，安装于三维扫描仪上的多个LED标记、GPU服务器；所述工业相机和投影仪分别经由千兆网线和USB接口连接到GPU服务器；其特征在于，所述方法包括：首先在三维扫描仪上安装多个LED标记，然后进行以下步骤：(1)用基于轨迹的LED标记匹配方法对LED标记进行匹配：所述的立体跟踪器观测所述的LED标记在立体跟踪器视场中的运动轨迹；将立体跟踪器两个相机中观测到的LED标记的轨迹进行匹配；根据匹配结果，测量LED标记在立体跟踪器坐标系中的三维坐标；(2)用基于棋盘格的LED标记标定方法进行LED标记的标定：将所述的LED标记在立体跟踪器坐标系中的三维坐标，转换到三维扫描仪的坐标系中，实现LED标记的标定。所述的基于轨迹的LED标记匹配方法，包括以下具体步骤：(1-1)在t时刻，假设所述的三维扫描仪上的一个LED标记在所述的立体跟踪器坐标系中的坐标，记作，i∈{1，…，n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于跟踪器的大型物体三维测量中LED标记的标定方法，所采用的系统包括：一台包括两个工业相机和一台投影仪的三维扫描仪、一台包括两个工业相机的立体跟踪器，安装于三维扫描仪上的多个LED标记、GPU服务器；所述工业相机和投影仪分别经由千兆网线和USB接口连接到GPU服务器；其特征在于，所述方法包括：首先在三维扫描仪上安装多个LED标记，然后进行以下步骤：(1)用基于轨迹的LED标记匹配方法对LED标记进行匹配：所述的立体跟踪器观测所述的LED标记在立体跟踪器视场中的运动轨迹；将立体跟踪器两个相机中观测到的LED标记的轨迹进行匹配；根据匹配结果，测量LED标记在立体跟踪器坐标系中的三维坐标；(2)用基于棋盘格的LED标记标定方法进行LED标记的标定：将所述的LED标记在立体跟踪器坐标系中的三维坐标，转换到三维扫描仪的坐标系中，实现LED标记的标定。

【技术特征摘要】
1.一种基于跟踪器的大型物体三维测量中LED标记的标定方法，所采用的系统包括：一台包括两个工业相机和一台投影仪的三维扫描仪、一台包括两个工业相机的立体跟踪器，安装于三维扫描仪上的多个LED标记、GPU服务器；所述工业相机和投影仪分别经由千兆网线和USB接口连接到GPU服务器；其特征在于，所述方法包括：首先在三维扫描仪上安装多个LED标记，然后进行以下步骤：(1)用基于轨迹的LED标记匹配方法对LED标记进行匹配：所述的立体跟踪器观测所述的LED标记在立体跟踪器视场中的运动轨迹；将立体跟踪器两个相机中观测...

【专利技术属性】
技术研发人员：白素琴，史金龙，钱强，庞林斌，王直，刘镇，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32