一种面阵相机图像拼接方法技术

本发明专利技术公开了一种面阵相机图像拼接方法

【技术实现步骤摘要】
一种面阵相机图像拼接方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及相机拍摄
，尤其涉及一种面阵相机图像拼接方法
、
装置
、
设备及计算机可读存储介质
。

技术介绍

[0002]目前，机器视觉在工业领域常用的成像部件有面阵相机和线阵相机两种
。
对于大视野高精度成像的应用场景，基于以上两种相机，在保证精度不变的前提下，解决方案如下：
[0003]一
、
面阵相机
[0004]1.
使用高分辨率面阵相机，静止单次拍摄大分辨率图片
。
[0005](1)
搭配远心镜头；
[0006]远心镜头的优点在于，在景深范围内，物体高度落差不会对成像造成影响；
[0007]该方案的缺陷在于，成像的直径需大于被测物体，方能保证视野可覆盖被检测区域，且镜头成本和体积是随着视野尺寸的增大呈立方关系增长，预算和空间需求均受到一定限制
。
[0008](2)
搭配
FA(Factory Automation
，工厂自动化
)
镜头；
[0009]使用
FA
镜头的优点在于，体积相对紧凑，通过调节工作距即可调节放大倍率，且成本随视野尺寸增加速度有限；
[0010]该方案的缺陷在于，对于有高度差的物体，拍照角度会影响到物体的成像位置变化，对于来料姿态位置不确定的产品，无法满足精准测量和检测的使用需求
。<br/>[0011]2.
使用普通分辨率相机，在小视野下移动多次拍摄
、
多图拼接成大分辨率图片
。
[0012]该方案的优点在于，技术相对成熟
、
且成本可控；
[0013]该方案的缺陷在于，由于引入了机械移动，通常需要配置光栅尺来保证移动精度，且移动速度被计入检测周期，成像速度较慢；一般适用于抽检，难以适应在线全检的检测速度要求
。
[0014]3.
使用线阵相机搭配线阵镜头使用
。
[0015]该方案的优点在于，体积及成本随视野尺寸线性增加，且图像总分辨率在保证
x
方向不变情况下，沿
y
方向可通过设置成像行数进行灵活扩展，适用于较大幅面的产品稳定跑料状况下连续检测；
[0016]该方案的缺陷在于，仅适用于可稳定运动的产品，且成像效果需要配合稳定运动控制共同作用才得以保证；对于走料频繁启停
、
走料打滑的情况，成像容易出现拉伸或压缩变形，从而影响测量及检测准确度；对于需相机移动成像的场合，因引入了机械运动，成像节拍受运动速度影响，在大视野下成像的速度存在瓶颈
。
[0017]需说明的是，申请号为
CN112781499A
的专利提出了一种多端口镜头拼接方案
。
该方案通过特制的分光片的镜头将一个大视野分解成两个或多个小视野光路，基于此，对接多个相机进行成像，再将分解开的视野图像进行拼接处理，从而输出整图，以进行测量及检
测
。
该方案的成像视野依赖于特定的镜头设计，如需扩展视野，则需要再度对特定的镜头进行定制，且对于更大视野，例如
500mm*400mm
级别的应用场景，镜头的定制成本快速升高，定制镜头的使用周期无法得到保证，不利于应用场景的周期性切换
。
[0018]还需说明的是，目前摄影和
VR(Virtual Reality
，虚拟现实
)
领域也有通过多相机或多帧拼接图像获取大视野图像的技术方案
。
但是，与工业应用场景不同，上述领域的拼接算法更多地关注于实现无缝效果，因此，可能会对图像加以畸变，从而保证子图像连接处视觉效果的连续
。
而在工业应用场景下，拼接算法不仅需要关注于实现无缝效果，还需要更多地关注于图形的畸变情况，以确保测量及检测的准确性
。
[0019]因此，如何提升工业应用场景下的图像拼接效率
、
基于拼接图像的检测精准度，成为目前亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0020]为了解决现有技术中的上述技术缺陷，本专利技术提出了一种面阵相机图像拼接方法，该方法包括：
[0021]获取面阵相机的各个无畸变子图像在世界坐标系下的位置关系，并根据所述位置关系确定的各个所述无畸变子图像所组成的图像矩阵；
[0022]逐行对所述图像矩阵的各列所述无畸变子图像进行等高裁剪和相邻拼接，得到单列矩阵，并沿列方向对得到的单列图像进行等宽裁剪和相邻拼接，得到拼接整图；
[0023]或者，逐列对所述图像矩阵的各行所述无畸变子图像进行等宽裁剪和相邻拼接，得到单行矩阵，并沿行方向对得到的单行图像进行等高裁剪和相邻拼接，得到所述拼接整图
。
[0024]可选地，所述获取面阵相机的各个无畸变子图像在世界坐标系下的位置关系，之前包括：
[0025]对所述面阵相机进行单相机标定，得到与所述单相机对应的标定文件；
[0026]根据所述标定文件对相应的所述单相机拍摄的原始畸变图像进行校正，得到所述无畸变子图像
。
[0027]可选地，所述获取面阵相机的各个无畸变子图像在世界坐标系下的位置关系，具体包括：
[0028]预设与所述面阵相机对应的整幅标定板；
[0029]通过所述整幅标定板对所述面阵相机进行世界坐标系标定，并将获取到所述位置关系的各个所述标定文件存储为整图标定文件
。
[0030]可选地，所述逐行对所述图像矩阵的各列所述无畸变子图像进行等高裁剪和相邻拼接，得到单列矩阵，具体包括：
[0031]逐行确定各列所述无畸变子图像的第一重叠区域，并根据所述第一重叠区域确定具有共同纵向范围的高度，对各列所述无畸变子图像中超出所述高度的图像区域进行裁剪；
[0032]逐行对完成裁剪后的行相邻图像进行拼接，得到由单列图像组成的所述单列矩阵
。
[0033]可选地，所述沿列方向对得到的单列图像进行等宽裁剪和相邻拼接，得到拼接整
图，具体包括：
[0034]沿列方向确定所述单列图像的第二重叠区域，并根据所述第二重叠区域确定具有共同横向范围的宽度，对所述单列图像中超出所述宽度的图像区域进行裁剪；
[0035]对完成裁剪后的列相邻图像进行拼接，得到一张所述拼接整图
。
[0036]可选地，所述逐列对所述图像矩阵的各行所述无畸变子图像进行等宽裁剪和相邻拼接，得到单行矩阵，具体包括：
[0037]逐列确定各行所述无畸变子图像的第三重叠区域，并根据所述第三重叠区域确定具有共同横向范围的宽度，对各行所述无畸变子图像中超出所述宽度的图像区域进行裁剪；
[0038]逐列对完成裁剪后的列相邻图像进行拼接，得到由单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面阵相机图像拼接方法，其特征在于，所述方法包括：获取面阵相机的各个无畸变子图像在世界坐标系下的位置关系，并根据所述位置关系确定的各个所述无畸变子图像所组成的图像矩阵；逐行对所述图像矩阵的各列所述无畸变子图像进行等高裁剪和相邻拼接，得到单列矩阵，并沿列方向对得到的单列图像进行等宽裁剪和相邻拼接，得到拼接整图；或者，逐列对所述图像矩阵的各行所述无畸变子图像进行等宽裁剪和相邻拼接，得到单行矩阵，并沿行方向对得到的单行图像进行等高裁剪和相邻拼接，得到所述拼接整图
。2.
根据权利要求1所述的面阵相机图像拼接方法，其特征在于，所述获取面阵相机的各个无畸变子图像在世界坐标系下的位置关系，之前包括：对所述面阵相机进行单相机标定，得到与所述单相机对应的标定文件；根据所述标定文件对相应的所述单相机拍摄的原始畸变图像进行校正，得到所述无畸变子图像
。3.
根据权利要求2所述的面阵相机图像拼接方法，其特征在于，所述获取面阵相机的各个无畸变子图像在世界坐标系下的位置关系，具体包括：预设与所述面阵相机对应的整幅标定板；通过所述整幅标定板对所述面阵相机进行世界坐标系标定，并将获取到所述位置关系的各个所述标定文件存储为整图标定文件
。4.
根据权利要求1所述的面阵相机图像拼接方法，其特征在于，所述逐行对所述图像矩阵的各列所述无畸变子图像进行等高裁剪和相邻拼接，得到单列矩阵，具体包括：逐行确定各列所述无畸变子图像的第一重叠区域，并根据所述第一重叠区域确定具有共同纵向范围的高度，对各列所述无畸变子图像中超出所述高度的图像区域进行裁剪；逐行对完成裁剪后的行相邻图像进行拼接，得到由单列图像组成的所述单列矩阵
。5.
根据权利要求4所述的面阵相机图像拼接方法，其特征在于，所述沿列方向对得到的单列图像进行等宽裁剪和相邻拼接，得到拼接整图，具体包括：沿列方向确定所述单列图像的第二重叠区域，并根据所述第二重叠区域确定具有共同横向范围的宽度，对所述单列图像中超出所述宽度的图像区域进行裁剪；对完成裁剪后的列相邻图像进行拼接，得到一张所述拼接整图
。6.
根据权利要求1所述的面阵相机图像拼接方法，其特征在于，所述逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王星华，蔡正春，时曦，
申请(专利权)人：易视智瞳科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：