一种大范围多相机跟踪控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及航空制造表面质量检测技术领域，特别是涉及一种大范围多相机跟踪控制方法及系统，所述控制系统包括控制模块、多个位置固定的相机和一个可移动的靶标，相邻相机视野有1/10的重叠范围，所述控制方法采用实时跟踪靶标位置，分时开启小部分相机的方法。通过本控制方法及系统，能有效解决定位效果差和数据计算量大的问题。计算量大的问题。计算量大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种大范围多相机跟踪控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及航空制造表面质量检测
，特别是涉及一种大范围多相机跟踪控制方法及系统。

技术介绍

[0002]机大尺寸三维形貌自动化测量是测量技术发展的一个重要方向。对于大尺寸物体，表面三维形貌数据测量往往难以通过简单单个三维扫描测量设备来实现，需要对多次扫描的三维形貌数据进行拼接。而在多次的扫描数据拼接时往往需要对各次扫描数据的坐标基准进行定位、跟踪、转换，才能更好的合成更精准的大尺寸物体表面三维形貌数据，数据传输和处理的压力大，跟踪效果不理想，很难满足大尺寸物体的表面三维形貌测量需求。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种大范围多相机跟踪控制方法及系统，有效实现靶标的空间大范围跟踪，能有效解决定位效果差和数据计算量大的问题。
[0004]本专利技术是通过采用下述技术方案实现的：
[0005]一种大范围多相机跟踪控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0006]步骤1，靶标在初始位置静止不动，依次开启所有相机1、2、3....N，判断相机范围内是否有靶标；
[0007]步骤2，开启视野内有靶标的相机，选择离靶标中心最近的相机，并开启该相机，关闭其他相机，初始化靶标位置；
[0008]步骤3，跟踪靶标，计算靶标位置，判断靶标位置是否进入距相机边界1/10视野宽度的范围内；若是，开启缺失相机，即该边界相邻的相机，进入步骤4，若否，进入步骤4；
[0009]步骤4，判断已开启的相机中是否存在其视野范围内无靶标的多余相机，若是，关闭多余相机后进入步骤5，若否，进入步骤5；
[0010]步骤5，判断跟踪是否结束，若否，返回步骤3循环跟踪，若是，直接退出。
[0011]所述步骤2中选择离靶标中心最近的相机，具体指：在保持开启的相机i中，A，B，C所成的像为A
i
(m
A
,n
A
)，B
i
(m
B
,n
B
)，C
i
(m
C
,n
C
)，计算其平均值选择(m
i
,n
i
)最靠近图像中心的相机i，关闭其他相机，其中，A，B，C分别为靶标上的三个发光圆点的圆心。
[0012]所述步骤3具体包括：移动靶标，实时计算(m
i
,n
i
)，当其进入图像边界1/10图像宽度的距离时，开启与相机i相邻的相机，若其同时靠近两个边界，则同时开启在两个边界上与相机i相邻的相机，此时达到相机同时开启的最大数量，即3个相机。
[0013]所述靶标上发光圆点的三维坐标A
W
，B
W
，C
W
，计算方式为：
[0014][0015]求解同时满足上述三式的T
1i
，其中，A
i
、B
i
、C
i
是发光圆点的圆心在图像坐标系中的坐标，A
W
，B
W
，C
W
满足A
W
B
W
＝AB，A
W
C
W
＝AC，C
W
B
W
＝CB，AB为靶标上圆点A和圆点B之间的圆心距，AC为靶标上圆点A和圆点C之间的圆心距，CB为靶标上圆点C和圆点B之间的圆心距；T
1i
为相机i到相机1坐标系的转换关系，K
i
为相机i的内部参数矩阵。
[0016]发光圆点的发光频率是单一的，每个相机上均装有相应频率的滤光片。
[0017]所述步骤1之前还包括步骤a，所述步骤a具体包括：对多相机进行排序，确保相邻序号的相机之间有足够大的公共视野，最后一个序号的相机和第一个序号的相机之间有足够大的公共视野。
[0018]所述步骤a与步骤1之间还包括步骤b，所述步骤b具体包括：标定全部相机的内外部参数。
[0019]一种大范围多相机跟踪系统，其特征在于：包括控制模块、多个位置固定的相机和一个可移动的靶标，所有相机视野的集合能够覆盖靶标的预定活动范围；每台相机分别有一根数据线和一根同步信号线与控制模块相连；相机之间的位置关系经过标定，相邻相机视野有1/10的重叠范围。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：
[0021]1、本专利技术能有效实现靶标的空间大范围跟踪，将同时开启的相机个数控制在3个以内，极大的减少了数据传输和处理的资源需求，从而释放更多资源用于少量相机数据处理，进而提高跟踪效果，如定位精度和跟踪刷新率等。
附图说明
[0022]下面将结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，其中：
[0023]图1为本专利技术的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术中控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0025]实施例1
[0026]作为本专利技术基本实施方式，参照说明书附图1，本专利技术包括一种大范围多相机跟踪控制方法，包括以下步骤：
[0027]步骤1，靶标在初始位置静止不动，依次开启所有相机1、2、3....N，判断相机范围内是否有靶标。
[0028]步骤2，开启视野内有靶标的相机，选择离靶标中心最近的相机，并开启该相机，关闭其他相机，初始化靶标位置。即记录i时刻靶标在相机坐标系下的三维坐标(x
i
,y
i
,z
i
)或在相机图像坐标系下的二维坐标(m
i
,n
i
)。
[0029]步骤3，跟踪靶标，继续记录i+1时刻靶标在同一相机坐标系下的三维坐标(x
i+1
,y
i+1
,z
i+1
)或在相机图像坐标系下的二维坐标(m
i+1
,n
i+1
)。靶标在同一相机坐标系下的三维
坐标(x
i+1
,y
i+1
,z
i+1
)距离相机视野空间边界的距离小于相机视野宽度的1/10，或在相机图像坐标系下的二维坐标(m
i+1
,n
i+1
)距离图像边界小于相机图像宽度的1/10，则根据其接近的视野或图像边界，开启该边界相邻的相机。
[0030]步骤4，判断已开启的相机中是否存在其视野范围内无靶标的多余相机，若是，关闭多余相机后进入步骤5，若否，进入步骤5；
[0031]步骤5，判断跟踪是否结束，若否，返回步骤3循环跟踪，若是，直接退出。
[0032]实施例2
[0033]作为本专利技术最佳实施方式，本专利技术包括一种大范围多相机跟踪系统，参照说明书附图2，包括控制模块、多个位置固定的相机和一个可移动的靶标，所有相机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大范围多相机跟踪控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，靶标在初始位置静止不动，依次开启所有相机1、2、3....N，判断相机范围内是否有靶标；步骤2，开启视野内有靶标的相机，选择离靶标中心最近的相机，并开启该相机，关闭其他相机，初始化靶标位置；步骤3，跟踪靶标，计算靶标位置，判断靶标位置是否进入距相机边界1/10视野宽度的范围内；若是，开启缺失相机，即该边界相邻的相机，进入步骤4，若否，进入步骤4；步骤4，判断已开启的相机中是否存在其视野范围内无靶标的多余相机，若是，关闭多余相机后进入步骤5，若否，进入步骤5；步骤5，判断跟踪是否结束，若否，返回步骤3循环跟踪，若是，直接退出。2.根据权利要求1所述的一种大范围多相机跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤2中选择离靶标中心最近的相机，具体指：在保持开启的相机i中，A，B，C所成的像为A
i
(m
A
,n
A
)，B
i
(m
B
,n
B
)，C
i
(m
C
,n
C
)，计算其平均值选择(m
i
,n
i
)最靠近图像中心的相机i，关闭其他相机，其中，A，B，C分别为靶标上的三个发光圆点的圆心。3.根据权利要求2所述的一种大范围多相机跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：移动靶标，实时计算(m
i
,n
i
)，当其进入图像边界1/10图像宽度的距离时，开启与相机i相邻的相机，若其同时靠近两个边界，则同时开启在两个边界上与相机i相邻的相机，此时达到相机同时开启的最大数量，即3个相机。4.根据权利要求1或3所述的一种大范围多相机跟踪控制方法，其特征在于：所述靶标上发光圆点的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊佑，韩利亚，缑建杰，周力，蔡怀阳，郑发路，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：