用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定及分析方法，首先转动平面标定板，同步采集平面标定板图像，并根据平面标定板图像计算每个相机的参数；然后将任意一自由曲面物体置于被测区域，同步采集图像，并根据图像中光带中心位置和相机参数计算物体上每一点的三维坐标，根据三维坐标确定激光器位置及姿态标定参数；接着将旋转件置于被测区域，同步采集图像，并根据图像中光带中心位置和激光器位置及姿态标定参数求解该状态下的三维形貌坐标；最后叠加所有状态的旋转件三维形貌坐标，得到旋转件相对于旋转轴的全表面三维形貌。本发明专利技术方法可以避免测量时出现死角，标定及分析结果更加全面、可靠。

Calibration method for multi camera system by deep hole rotating shape measurement

The invention discloses a method for calibrating camera system and analysis method of multi light knife deep hole rotating shape measurement, first rotation plane calibration plate, synchronous acquisition plane calibration board image, and according to the parameters of the calibration plate image is calculated for each camera; then an arbitrary surface by objects in the tested area, synchronous image acquisition according to the calculation of each point on the object of the 3D coordinates of the image light band in the center position and the camera parameters, according to determine the three-dimensional coordinates of laser position and attitude calibration parameters; then the rotating parts are placed in the measured area, with the step of image acquisition and image based on the light band in the center position and the position and posture of laser 3D coordinate parameters for the calibration under the condition of rotating parts; 3D coordinate the superposition of all States, rotate relative to the axis of rotation of the whole surface Three dimensional morphology. The method of the invention can avoid the dead angle in the measurement, and the result of calibration and analysis is more comprehensive and reliable.

【技术实现步骤摘要】
用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法
本专利技术涉及多相机光刀系统标定技术，尤其是涉及一种用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法。
技术介绍
光刀系统是将平行光带以一定角度投射到物体表面，利用相机在另一个角度采集受到物体表面高度调制的变形光带，依据三角测量原理，计算物体的三维形貌。但在一些深孔洞旋转件测量时，经常会由于视角原因使得某个方向的相机难以采集到光带信息，最终只能得到物体表面部分形貌结果，难以为高精度工业在线质量检测提供可靠的保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作简单，易于实现，可以用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，包括以下步骤：步骤1、多相机标定：转动平面标定板，利用多个相机同步采集平面标定板图像，根据采集的平面标定板图像计算每个相机的参数；步骤2、激光器位置及姿态标定：将任意一自由曲面物体置于被测区域，利用多个相机同步采集图像，根据图像中光带中心位置和相机参数计算物体上每一点的三维坐标，根据三维坐标确定激光器位置及姿态标定参数；步骤3、任本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、多相机标定：转动平面标定板，利用多个相机同步采集平面标定板图像，根据采集的平面标定板图像计算每个相机的参数；步骤2、激光器位置及姿态标定：将任意一自由曲面物体置于被测区域，利用多个相机同步采集图像，根据图像中光带中心位置和相机参数计算物体上每一点的三维坐标，根据三维坐标确定激光器位置及姿态标定参数；步骤3、任一状态旋转件坐标测量：将旋转件置于被测区域，利用多个相机同步采集图像，根据图像中光带中心位置和激光器位置及姿态标定参数求解该状态下的三维形貌坐标；步骤4、叠加所有状态的旋转件三维形貌坐标，得到旋转件相对于旋...

【技术特征摘要】
1.用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、多相机标定：转动平面标定板，利用多个相机同步采集平面标定板图像，根据采集的平面标定板图像计算每个相机的参数；步骤2、激光器位置及姿态标定：将任意一自由曲面物体置于被测区域，利用多个相机同步采集图像，根据图像中光带中心位置和相机参数计算物体上每一点的三维坐标，根据三维坐标确定激光器位置及姿态标定参数；步骤3、任一状态旋转件坐标测量：将旋转件置于被测区域，利用多个相机同步采集图像，根据图像中光带中心位置和激光器位置及姿态标定参数求解该状态下的三维形貌坐标；步骤4、叠加所有状态的旋转件三维形貌坐标，得到旋转件相对于旋转轴的全表面三维形貌。2.根据权利要求1所述的用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，步骤1中的多个相机包括至少两台图像分辨率大于2000*2000的工业相机，且均匀布置于激光器两侧。3.根据权利要求1所述的用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，步骤1采用编码点标定板。4.根据权利要求1所述的用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，步骤1计算的相机参数包括：内部参数矩阵Ai、镜头畸变参数矩阵Di、相机光心坐标系相对于基准坐标系之间的旋转矩阵Ri和平移矩阵Ti，其中i＝1、2、…、k，k为相机个数。5.根据权利要求4所述的用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，步骤1中的基准坐标系为任意一个相机光心坐标系。6.根据权利要求1所述的用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，步骤2中的自由曲面包括除了平面之外的任意规则或者不规则的曲表面。7.根据权利要求1所述的用于深孔洞旋转件形貌测量的多相机光刀系统标定方法，其特征在于，步骤2计算自由曲面物体上每一点三维坐标的公式为：设共有k个相机，第i个相机的内部参数矩阵为旋转矩阵为平移矩阵为Ti＝[Ti,xTi,yTi,z]，则每一点的三维坐标Xi＝[XiYiZi]为：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聪，康新，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32