多鏡頭影像測量儀測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及影像測量儀領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種多鏡頭影像測量儀測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]影像測量儀又名精密影像式測繪儀，它克服了傳統(tǒng)投影儀的不足，是集光、機、電、計算機圖像技術(shù)于一體的新型高精度、高科技測量儀器。由光學(xué)顯微鏡對待測工件體進行高倍率光學(xué)放大成像，經(jīng)過CCD攝像系統(tǒng)將放大后的物體影像送入計算機后，能高效地檢測各種復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測與質(zhì)量控制。
[0003]由于鏡頭的限制，被測工件通常都不能完全顯示在鏡頭內(nèi)，在這種情況下，一般采用兩種方式對被測工件進行測量:第一種是移動工作臺或鏡頭使待測量位置在鏡頭中成像；第二種是安裝多個鏡頭，使待測量位置直接在各鏡頭中成像。這兩種方式均可對超出單個鏡頭視場的工件進行測量。當對測量速度有較高要求時，一般優(yōu)先采用第二種方式，然而，對于第二種方式在使用前必須對多個鏡頭進行標定，目前還沒有一種簡單而有效的標定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種多鏡頭影像測量儀測量方法，其可簡單而有效地對各鏡頭進行標定。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
一種多鏡頭影像測量儀測量方法，包括有以下步驟:
(1)根據(jù)待測工件大小在影像測量儀上固定安裝多個鏡頭；
(2)放置標定板，使標定板與工作臺基本平行；
(3)通過標定板上的特征圖形，計算出每個鏡頭與標定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系;
(4)指定每個鏡頭的參考點，確定鏡頭上的參考點與標定板之間的坐標關(guān)系；
(5)采集待測工件的圖像，根據(jù)每個鏡頭與標定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點與標定板之間的坐標關(guān)系，將各鏡頭所采集的圖像的每個像素點映射到標定板坐標系下；
(6)在標定板坐標系下計算所需測量的像素點之間的空間關(guān)系。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
通過利用本發(fā)明方法是在測量儀標定期間，將各鏡頭所采集圖像的像素點映射到標定板的坐標系下，測量時在該虛擬的標定板坐標系下計算各被測像素點的空間關(guān)系，使得整個測量系統(tǒng)無需計數(shù)光柵，也無需移動機構(gòu)，并且對需要標定的鏡頭數(shù)量和規(guī)格不做限制，能夠很好的支持多鏡頭測量系統(tǒng)的測量作業(yè)，并且用戶可以根據(jù)待測工件被測部位的精度要求設(shè)置對應(yīng)規(guī)格要求的鏡頭，大小尺寸的鏡頭在有限的測量空間可以提供更多更符合用戶需求的組合搭配方案，為操作者帶來便利。
[0007]為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實施例來對本發(fā)明進行詳細說明。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明之較佳實施例的操作流程圖；
圖2是本發(fā)明之較佳實施例參數(shù)獲取流程圖；
圖3是本發(fā)明之較佳實施例參數(shù)應(yīng)用流程圖；
圖4是本發(fā)明之較佳實施例多鏡頭標定模型圖；
圖5是本發(fā)明之較佳實施例標定單個鏡頭標定示意圖。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明揭示一種多鏡頭影像測量儀測量方法，包括有以下步驟:
(1)根據(jù)待測工件大小在影像測量儀上安裝多個鏡頭，即如圖1所示，根據(jù)待測工件大小及測量點數(shù)量安裝固定有多個鏡頭，可以根據(jù)待測部位的測量精度需求選擇合適精度和尺寸的鏡頭。
[0010](2)放置標定板，使標定板與工作臺基本平行。
[0011](3)通過標定板上的特征圖形，計算出每個鏡頭與標定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系；即旋轉(zhuǎn)鏡頭和相機，使各個鏡頭的成像與工作臺基本平行，保持標定板不動，依次對各鏡頭進行標定。
[0012](4)指定每個鏡頭的參考點，確定鏡頭上的參考點與標定板之間的坐標關(guān)系。
[0013](5)采集待測工件的圖像，根據(jù)每個鏡頭與標定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點與標定板之間的坐標關(guān)系，將各鏡頭所采集的圖像的每個像素點映射到標定板坐標系下；
具體參數(shù)的獲取流程是:如圖2所示，開始后，放置好標定板，保持標定板不動，接著，選擇待標定相機，然后，從待標定相機選取四個特征點，接著，通過特征標記記錄特征點在標定板上的坐標P-Acture [4]，然后，對圖像進行處理，求出特征點的像素坐標P_Pixel [4]，接著，根據(jù)特征點在標定板上的坐標P-Acture[4]和像素坐標P-Pixel [4]計算出像素坐標到標定板坐標的變換關(guān)系R，然后，在圖像中選擇一點作為參照點BasePoint，記錄參照點的像素坐標和在標定板下的坐標，接著，記錄變化關(guān)系R和參照點BasePoint，完成當前鏡頭的標定，若所有鏡頭都已標定，則結(jié)束，若還有鏡頭未標定，則返回繼續(xù)選擇待標定相機。
[0014]具體參數(shù)應(yīng)用的流程是:如圖3所示，開始后，選擇待轉(zhuǎn)換坐標的圖像，接著，根據(jù)圖像對應(yīng)鏡頭的標定信息R和BasePoint，將圖像上的點坐標轉(zhuǎn)換到標定板坐標系下，若所有圖像下的點都已轉(zhuǎn)換，通過測量特征在標定板坐標系下的坐標，可計算出各鏡頭下測量特征的實際位置關(guān)系，然后結(jié)束，若還有圖像下的點未轉(zhuǎn)換，則返回繼續(xù)選擇待轉(zhuǎn)換坐標的圖像，直至所有圖像下的點都已轉(zhuǎn)換。
[0015](6)在標定板坐標系下計算所需測量的像素點之間的空間關(guān)系。
[0016]為了更清晰的展示本發(fā)明的特征，下面以兩個鏡頭進行標定的實例來對本發(fā)明進行詳細說明。
[0017]首先，將標定板G放置在工作臺上，使標定板與工作臺基本保持水平，并且在兩個鏡頭下，均可看到標定板上的特征圖形，標定板上對應(yīng)的坐標系記為0，如圖4所示，其中C1和C2是待標定的兩個鏡頭。
[0018]標定板的特征圖形通過鏡頭在相機成的像，在尺度上會有一個縮放，記這個變換為T1 ;另外相機和標定板之間的夾角，成的像會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，記這個變換關(guān)系為T2 ;所以標定板上的點經(jīng)過組合變換R=T1*T2與所成像上的一個像素點對應(yīng)。
[0019]從鏡頭C1中提取四個特征點P1、P2、P3、P4，記錄特征點的像素坐標P以及特征點對應(yīng)于校正板坐標系下的坐標P'，通過四組像素坐標和校正板坐標，計算出鏡頭C1中像素點到校正板坐標系C下的變換關(guān)系R1，如圖5。
[0020]取鏡頭1的中心點作為參考點BasePointl，得到參考點的像素坐標和在標定板坐標系0下的坐標。
[0021]對鏡頭2執(zhí)行以上兩步，得到鏡頭2得變換關(guān)系R2和參考點BasePoint2
在測量時，可通過Rl、BasePointl將鏡頭1中的像素點轉(zhuǎn)換到標定板坐標系0下，通過R2、BasePoint2將鏡頭2中的像素點轉(zhuǎn)換到標定板坐標系0下。即完成了鏡頭1和鏡頭2坐標之間的標定。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多鏡頭影像測量儀測量方法，其特征在于:包括有以下步驟: (1)根據(jù)待測工件大小在影像測量儀上固定安裝多個鏡頭； (2)放置標定板，使標定板與工作臺基本平行； (3)通過標定板上的特征圖形，計算出每個鏡頭與標定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系; (4)指定每個鏡頭的參考點，確定鏡頭上的參考點與標定板之間的坐標關(guān)系； (5)采集待測工件的圖像，根據(jù)每個鏡頭與標定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點與標定板之間的坐標關(guān)系，將各鏡頭所采集的圖像的每個像素點映射到標定板坐標系下； (6)在標定板坐標系下計算所需測量的像素點之間的空間關(guān)系。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多鏡頭影像測量儀測量方法，根據(jù)待測工件大小在影像測量儀上安裝多個鏡頭；放置標定板與工作臺基本平行；通過標定板上的特征圖形，計算出每個鏡頭與標定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度；指定每個鏡頭的參考點，確定鏡頭上的參考點與標定板之間的坐標關(guān)系；采集待測工件的圖像，根據(jù)每個鏡頭與標定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點與標定板之間的坐標關(guān)系，將各鏡頭上每個像素點映射到標定板坐標系下，在標定板的坐標系下計算所測量的像素點之的空間關(guān)系；通過利用本發(fā)明方法，使得整個測量系統(tǒng)無需計數(shù)光柵，也無需移動機構(gòu)，并且對需要標定的鏡頭數(shù)量和規(guī)格不做限制，能夠很好的支持多鏡頭測量系統(tǒng)的測量作業(yè)，為操作者帶來便利。
【IPC分類】G01B11/00
【公開號】CN105371759
【申請?zhí)枴緾N201510668773
【發(fā)明人】黃偉, 鄔紗, 易三喜, 巫孟良
【申請人】東莞市微大軟件科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月13日