【技术实现步骤摘要】
一种基于多相机融合的大范围三维跟踪方法
[0001]本专利技术属于三维测量
，具体涉及一种基于多相机融合的大范围三 维跟踪方法。
技术介绍
[0002]目前在工业零件测量领域，视觉测量具备测量速度快、数据量大、无接触 等优势，得到了广泛的应用。然而，对于大型工业零件，视觉测量受限于景深、 视野范围等因素，常需要在工件表面粘贴标志点，然后对多次测量结果进行拼 合。但是，粘贴标志点的过程繁琐，并且需要合理安排标志点密度，测量效率 低，也不满足现在工业生产要求的自动化测量，同时也不适用于不适合粘贴标 志点的工件测量。
[0003]针对这一问题，现有的解决方法主要分为基于精密机械的三维测量和后方 跟踪的测量两种。其中，精密机械带动测量设备运动，实时反馈测量设备位姿， 最终将测量结果拼合，但是精密机械造价较高，并且便携性不足；后方跟踪是 将标志点结构与测量系统刚性固定，后方跟踪系统测量标志点结构位姿变化， 进而将测量结果拼合，这种方法精度较高，便携性好，得到了广泛的应用。
[0004]然而，受限于后方跟踪系统有限...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多相机融合的大范围三维跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：搭建基于多相机融合的大范围三维跟踪系统，所述系统包括伺服电机、可动相机、搜索相机、参考相机、旋转台、参考标定板和基座；其中，旋转台安装在基座上，参考相机与基座固定连接，参考标定板固定在可动相机下方，伺服电机与搜索相机固定在旋转台上，可动相机与伺服电机的转轴固定连接；通过参考相机标定可动相机的初始位姿；通过搜索相机跟踪标志点集，计算旋转台和伺服电机的旋转角度，通过旋转台和伺服电机的旋转使标志点集始终置于可动相机的视野范围内；通过可动相机持续测量不同测点的标志点集的位姿，同时，参考相机通过可动相机下方的参考标定板获得可动相机的位姿变化信息；根据可动相机测量得到的不同测点的标志点集的位姿信息、可动相机的位姿变化信息将可动相机的测量结果拼合到可动相机的初始坐标系下。2.根据权利要求1所述的基于多相机融合的大范围三维跟踪方法，其特征在于，所述通过参考相机标定可动相机的初始位姿具体包括：参考相机通过对与可动相机固定连接的参考标定板拍照来标定可动相机的初始位姿。3.根据权利要求1所述的基于多相机融合的大范围三维跟踪方法，其特征在于，所述通过搜索相机跟踪标志点集之前，还包括，标定搜索相机与可动相机的相对位姿，并标定旋转台和伺服电机的旋转轴：搜索相机与可动相机通过一外设标定板进行位姿标定，得到两者的位姿转换关系：其中，为搜索相机相对可动相机位姿矩阵，为搜索相机相对参考标定板的位姿矩阵，为参考标定板相对可动相机的位姿矩阵；在此条件下，旋转台、伺服电机的旋转角度分别为α0、β0；旋转台和伺服电机的旋转轴标定时，可动相机或搜索相机在旋转台或伺服电机旋转过程中持续对一个外设标定板进行拍照，分别得到可动相机或搜索相机光心在外设标定板坐标系下的l个位置，进而求出旋转轴和过旋转轴上的一点：n＝(u，v，w)o＝(a，b，c)其中，n为单位旋转轴向量，o为旋转轴上的一点；根据罗德里格斯公式，求得可动相机或搜索相机绕轴旋转θ角后，旋转矩阵R的转换公式：R＝cosθI+(1
‑
cosθ)nn
T
+sinθn^其中θ为旋转角，I为单位矩阵，n^表示n的反对称矩阵；根据所述转换公式，得到可动相机或搜索相机绕轴旋转θ角的旋转矩阵R
θ
和平移矩阵t
θ
。4.根据权利要求3所述的基于多相机融合的大范围三维跟踪方法，其特征在于，所述通过搜索相机跟踪标志点集，计算旋转台和伺服电机的旋转角度，通过旋转台和伺服电机的旋转使标志点集始终置于可动相机的视野范围内具体包括：
旋转台带动搜索相机旋转，直至标志点集出现在搜索相机视野中；计算标志点集重心，获得标志点集重心在搜索相机坐标系下的坐标，记为(x,y,z)；根据标定的旋转台和伺服电机的旋转轴以及搜索相机与可动...
【专利技术属性】
技术研发人员：李中伟，钟凯，余恒，江浩，杨柳，
申请(专利权)人：武汉惟景三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。