一种级联立体视觉系统从眼设备的标眼关系标定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种级联立体视觉系统从眼设备的标眼关系标定方法，将主立体视觉系统固定，在从立体视觉系统的表面固连与从立体视觉系统存在确定位姿关系的从眼标记，此从眼标记可被主立体视觉系统检测并记录位姿。设立一个浮动标定工具，一个辅助标定工具，利用主立体视觉系统获取从眼标记的位姿信息和浮动标定工具的坐标信息，同时利用从立体视觉系统获取辅助标定工具的坐标信息，通过三者间的数学关系便可解算出从立体视觉系统和从眼标记之间的相对位姿关系，实现简便快速“标

A calibration method of target eye relationship of slave eye equipment in cascaded stereo vision system

【技术实现步骤摘要】
一种级联立体视觉系统从眼设备的标眼关系标定方法


[0001]本专利技术涉及立体视觉测量
，更具体的说是涉及一种级联立体视觉系统从眼设备的标眼关系标定方法。

技术介绍

[0002]立体视觉位姿测量系统，具有无接触测量目标位姿的能力，在医疗机器人辅助手术中多应用于对手术器械和目标的位姿测量与跟踪。然而，立体视觉存在工作空间有限、工作视角固定、工作距离与测量精度相互矛盾以及待跟踪手术器械容易被遮挡的缺点。
[0003]在实际工作场景中，需要预留较大的手术操作空间。为了避免干涉手术操作，要么需要移动立体视觉系统，要么需要立体视觉系统具有更大的工作空间和工作距离。然而，对单一立体视觉系统而言，增加工作空间和工作距离的代价是牺牲定位精度。
[0004]为了增加工作空间、扩展工作距离以及提高测量精度，目前主要有如下两种方式：(1)增加双目基线距离，提高摄像机分辨率，或者，缩短镜头焦距，扩大摄像机视野。缩短镜头焦距有助于增加视野，但会降低定位精度；增加双目基线距离有助于增加工作距离和提高工作精度，但会减少工作空间；提高摄像机分辨率，有助于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联立体视觉系统从眼设备的标眼关系标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在级联立体视觉系统中的各视觉系统均已选定后，选择并确定待标定的从立体视觉系统及辅助进行标定的主立体视觉系统，以主立体视觉系统的视觉坐标系作为全局参考坐标系{W}；S2.在从立体视觉系统的表面固连与从立体视觉系统存在确定位姿关系的从眼标记Mark_c，从眼标记Mark_c用于被主立体视觉系统检测并记录位姿，以从眼标记Mark_c建立局部坐标系{M
c
}；S3.固定主立体视觉系统，将从立体视觉系统设置于主立体视觉系统的工作区域内，在主立体视觉系统和从立体视觉系统均可视的工作区域内设置辅助标定工具Mark_x；S4.移动从立体视觉系统到位置i，其中i＝1,2,3
……
N，移动浮动标定工具Mark_t至主立体视觉系统有效工作空间内，并且在保证浮动标定工具Mark_t的测量坐标输出点与辅助标定工具Mark_x的测量坐标输出点重合的情况下，改变待测的浮动标定工具Mark_t的位姿，通过主立体视觉系统记录位姿改变过程中浮动标定工具Mark_t的坐标数据，记作其中，k＝1,2......K，K为共测量坐标数据的组数，且K大于或等于2，对K组坐标数据求平均坐标获得浮动标定工具Mark_t的测量坐标输出点的平均坐标S5.针对位置i的从立体视觉系统，通过主立体视觉系统测量从立体视觉系统的从眼标记Mark_c，并记录Mark_c的局部坐标系到全局坐标系的平移坐标以及用于表示位姿关系的四元数q0、q1、q2、q3，得到变换矩阵：得到变换矩阵从立体视觉系统启动记录辅助标定工具Mark_x坐标其中，i＝1，2，3......N；S6.根据求解所需标定矩阵其中所需标定矩阵为相机坐标系到工具坐标系的变换矩阵；S7.对S6中的标定结果进行精度验证。2.根据权利要求1所述的一种级联立体视觉系统从眼设备的标眼关系标定方法，其特征在于，S4的具体内容包括：(1)移动从立体视觉系统到位置i，移动浮动标定工具Mark_t至主立体视觉系统有效工作空间内，固定辅助标定工具Mark_x；(2)使浮动标定工具Mark_t的测量坐标输出点与辅助标定工具Mark_x的测量坐标输出点重合；(3)保证在操作浮动标定工具Mark_t的测量坐标输出点位置不变的情况下，以浮动标定工具Mark_t的测量坐标输出点为定点，以摆动方式或圆周运动方式转动浮动标定工具Mark_t，同时主立体视觉系统记录浮动标定工具Mark_t在转动过程中的坐标数据，求平均
值获得浮动标定工具Mark_t的测量坐标输出点处的坐标3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟偲，梅既澜，陈从嘉，汪煜博，李定哲，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：