【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像测量，尤其涉及一种相机位姿自调节双目测量系统和方法。
技术介绍
1、随着数字图像获取与计算技术的发展，数字图像能够采集、表征、解算的能力日益增强，使得数字图像技术越来越多的应用于航空、航天领域开展型号产品的精密测量。
2、实际工业现场应用数字图像技术时，往往采用双目测量系统作为检测被测物三维位移、形变的普遍形式。双目测量系统在开展试验检测前不仅需要对单个相机进行内参、外参的标定，还需要对两相机之间的转换参数进行标定。相机参数直接受到相机空间具体位置、相机安装稳定性的影响；所以，合理调节相机空间位置，并对相机进行可靠限位约束，是保障相机可靠标定的关键，也是利用双目测量系统实现测量解算的关键一步。
3、目前，在相机标定前的相机位置调节与约束没有一套标准的操作方法，实际开展此项工作时往往是操作人员按照个人经验进行手动调节，调节过程很大程度上取决于人的主观判断，缺少可量化的调节判别方法，严重影响着后续的相机标定与检测。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种相机位姿自调节双目测量系统和方法，能够自动、可量化的控制调节相机位姿，有效保障了后续相机标定检测的可靠进行。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种相机位姿自调节双目测量系统，包括：双目相机拍摄分系统、相机支撑与运动分系统、外包络特征靶标和系统控制上位机；
3、双目相机拍摄分系统安装在相机支撑与运动分系统上；
4、系统
5、外包络特征靶标置于双目相机拍摄分系统与被测物之间。
6、在上述相机位姿自调节双目测量系统中，
7、双目相机拍摄分系统，用于对外包络特征靶标进行拍摄，获取特征点信息；
8、相机支撑与运动分系统，用于支撑约束双目相机拍摄分系统；根据位姿调节控制指令，对相机支撑与运动分系统进行前后、上下、左右和/或旋转自由度的位姿调整，完成对相机支撑与运动分系统的位姿修正；
9、外包络特征靶标，用于作为位姿修正的标定靶标；
10、系统控制上位机，用于根据特征点信息进行位姿解算，确定位姿调节量，根据位姿调节量生成位姿调节控制指令。
11、在上述相机位姿自调节双目测量系统中，双目相机拍摄分系统，包括：第一摄影测量相机和第二摄影测量相机；其中，第一摄影测量相机和第二摄影测量相机分别设置在相机支撑与运动分系统上。
12、在上述相机位姿自调节双目测量系统中，相机支撑与运动分系统，包括：前后运动调节组件、导轨式基线杆组件、上下与左右运动调节组件和旋转运动调节组件；其中，前后运动调节组件、上下与左右运动调节组件和旋转运动调节组件安装在导轨式基线杆组件上；前后运动调节组件设置在导轨式基线杆组件的左右两端；上下与左右运动调节组件设置在导轨式基线杆组件的上表面；旋转运动调节组件设置在上下与左右运动调节组件上。
13、在上述相机位姿自调节双目测量系统中，第一摄影测量相机通过一旋转运动调节组件、一上下与左右运动调节组件安装在导轨式基线杆组件上；第二摄影测量相机通过另一旋转运动调节组件、另一上下与左右运动调节组件安装在导轨式基线杆组件上。
14、在上述相机位姿自调节双目测量系统中，外包络特征靶标上设置有多个特征点；其中，特征点为圆点式特征点或棋盘式特征点。
15、相应的，本专利技术还公开了一种相机位姿自调节双目测量方法，包括：
16、搭建相机位姿自调节双目测量系统；包括：双目相机拍摄分系统搭建、相机支撑与运动分系统搭建和外包络特征靶标搭建；
17、在双目相机拍摄分系统与被测物之间布置外包络特征靶标；
18、参照外包络特征靶标，基于相机支撑与运动分系统对双目相机拍摄分系统进行远近调节、左右调节、焦距调节和倾角调节；
19、利用张正友标定法，对相机位姿自调节双目测量系统进行标定。
20、在上述相机位姿自调节双目测量方法中，相机支撑与运动分系统，包括：前后运动调节组件、导轨式基线杆组件、上下与左右运动调节组件和旋转运动调节组件；双目相机拍摄分系统，包括：第一摄影测量相机和第二摄影测量相机；
21、前后运动调节组件安装在导轨式基线杆组件上；
22、第一摄影测量相机通过一旋转运动调节组件、一上下与左右运动调节组件安装在导轨式基线杆组件上；
23、第二摄影测量相机通过另一旋转运动调节组件、另一上下与左右运动调节组件安装在导轨式基线杆组件上。
24、在上述相机位姿自调节双目测量方法中，
25、远近调节，包括：通过第一摄影测量相机和第二摄影测量相机检测外包络特征靶标上的特征点，判定在前后方向上第一摄影测量相机和第二摄影测量相机是否处于最优位置，以保证在后续检测中被测物端面全部处于双目测量系统的视场内；
26、左右调节，包括：通过检测外包络特征靶标在第一摄影测量相机和第二摄影测量相机视野中偏离中心的程度，分别计算得到第一摄影测量相机和第二摄影测量相机的左右调节量，控制上下与左右运动调节组件对第一摄影测量相机和第二摄影测量相机进行左右位置调节，直至达到最优位置；其中，当外包络特征靶标处于第一摄影测量相机和第二摄影测量相机左右偏离等距的情况下时，判定左右达到最优位置，停止调节；
27、焦距调节，包括：通过调节第一摄影测量相机和第二摄影测量相机的焦距实现相机远近的细调，通过判断相机视野内检测到的外包络特征靶标在图像中各个像素点与均值图像差异，以差异最大时的焦距为最优焦距，停止调节；
28、倾角调节，包括：通过检测外包络特征靶标上的特征点在相机视野中的空间位置分布计算旋转角度，控制旋转运动调节组件对第一摄影测量相机和第二摄影测量相机进行旋转调节，在外包络特征靶标上的特征点处于两相机同角度分布的情况下，判断为角度达到最优位置，停止调节。
29、在上述相机位姿自调节双目测量方法中，在利用张正友标定法，对相机位姿自调节双目测量系统进行标定时，根据面内波动与离面波动调节相机左右间距，直至三维波动处于阈值范围内。
30、本专利技术具有以下优点：
31、(1)本专利技术公开了一种相机位姿自调节双目测量系统和方法，能够可量化的评价相机位姿状态，具有自动化的相机最优位姿调节能力，可以实现针对于不同尺寸试验件的自动化最优相机布置，避免了人工调节时人为误差的引入，在一定程度上提升了工作效率，有利于相机后续标定检测。
32、(2)本专利技术公开了一种相机位姿自调节双目测量系统和方法，采用了模块化设计，具有可扩展性强，各部分结构可靠性高的优势，在电气化控制的基础上能够实现自动化精细控制。
33、(3)本专利技术公开了一种相机位姿自调节双目测量系统和方法，适用于数字图像相关测量对结构变形场测量，也适用于摄影测量等其他双目测量方法对被测件的尺寸参数测量。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，包括：双目相机拍摄分系统、相机支撑与运动分系统、外包络特征靶标和系统控制上位机(6)；
2.根据权利要求1所述的相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，双目相机拍摄分系统，包括：第一摄影测量相机(51)和第二摄影测量相机(52)；其中，第一摄影测量相机(51)和第二摄影测量相机(52)分别设置在相机支撑与运动分系统上。
4.根据权利要求3所述的相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，相机支撑与运动分系统，包括：前后运动调节组件(1)、导轨式基线杆组件(2)、上下与左右运动调节组件(3)和旋转运动调节组件(4)；其中，前后运动调节组件(1)、上下与左右运动调节组件(3)和旋转运动调节组件(4)安装在导轨式基线杆组件(2)上；前后运动调节组件(1)设置在导轨式基线杆组件(2)的左右两端；上下与左右运动调节组件(3)设置在导轨式基线杆组件(2)的上表面；旋转运动调节组件(4)设置在上下与左右运动调节组件(3)上。
5.根据
6.根据权利要求1或2所述的相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，外包络特征靶标上设置有多个特征点；其中，特征点为圆点式特征点或棋盘式特征点。
7.一种相机位姿自调节双目测量方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的相机位姿自调节双目测量方法，其特征在于，相机支撑与运动分系统，包括：前后运动调节组件(1)、导轨式基线杆组件(2)、上下与左右运动调节组件(3)和旋转运动调节组件(4)；双目相机拍摄分系统，包括：第一摄影测量相机(51)和第二摄影测量相机(52)；
9.根据权利要求8所述的相机位姿自调节双目测量方法，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的相机位姿自调节双目测量方法，其特征在于，在利用张正友标定法，对相机位姿自调节双目测量系统进行标定时，根据面内波动与离面波动调节相机左右间距，直至三维波动处于阈值范围内。
...【技术特征摘要】
1.一种相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，包括：双目相机拍摄分系统、相机支撑与运动分系统、外包络特征靶标和系统控制上位机(6)；
2.根据权利要求1所述的相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，双目相机拍摄分系统，包括：第一摄影测量相机(51)和第二摄影测量相机(52)；其中，第一摄影测量相机(51)和第二摄影测量相机(52)分别设置在相机支撑与运动分系统上。
4.根据权利要求3所述的相机位姿自调节双目测量系统，其特征在于，相机支撑与运动分系统，包括：前后运动调节组件(1)、导轨式基线杆组件(2)、上下与左右运动调节组件(3)和旋转运动调节组件(4)；其中，前后运动调节组件(1)、上下与左右运动调节组件(3)和旋转运动调节组件(4)安装在导轨式基线杆组件(2)上；前后运动调节组件(1)设置在导轨式基线杆组件(2)的左右两端；上下与左右运动调节组件(3)设置在导轨式基线杆组件(2)的上表面；旋转运动调节组件(4)设置在上下与左右运动调节组件(3)上。
5.根据权利要求4所述的相机位姿自调节双目测...
【专利技术属性】
技术研发人员：马宁，回天力，唐小军，赵志一，刘佳琳，刘丽霞，田欣，任红涛，冯艳，肖晓明，裴向前，邾继贵，孙岩标，李夏侨，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
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。