雙目視覺系統(tǒng)校正方法及校正設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施例中公開了一種雙目視覺系統(tǒng)校正方法，所述方法包括獲取目標物點的原始三維坐標；獲取所述目標物點的三維坐標誤差；根據(jù)所述三維坐標誤差和原始三維坐標，獲取所述目標物點的校正三維坐標，以校正所述雙目視覺系統(tǒng)。其中，獲取目標物點的三維坐標誤差包括：獲取參考點在所述世界坐標系中的三維坐標，所述參考點經(jīng)主成像單元成像后位于所述主圖像平面的中心；獲取所述世界坐標系中，所述參考點到所述目標物點的平移投影量；根據(jù)所述平移投影量、視差、基線長度以及所述主像點坐標，獲取所述目標物點在世界坐標系中的三維坐標誤差。本發(fā)明能提高雙目視覺系統(tǒng)的測量精度。
【專利說明】雙目視覺系統(tǒng)校正方法及校正設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，特別涉及雙目視覺系統(tǒng)校正方法及校正設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀中期剛剛起步的雙目立體視覺技術(shù)，伴隨著新理論方法的不斷涌現(xiàn)，已經(jīng)發(fā)展為多領(lǐng)域交叉綜合的新學(xué)科，在機器人視覺、工業(yè)圖像檢測、空間遙感技術(shù)、醫(yī)學(xué)圖像分析、軍事導(dǎo)航技術(shù)和交通管理等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。雙目立體視覺技術(shù)是以圖像傳感器為手段，檢測空間物體的三維坐標，進而得到物體的尺寸、運動狀態(tài)等相關(guān)信息。
[0003]雙目視覺系統(tǒng)中的系統(tǒng)誤差對三維坐標獲取結(jié)果影響比較大。對于針孔攝像頭系統(tǒng)模型而言，系統(tǒng)誤差一般來源于鏡頭畸變，以及CCD成像技術(shù)造成的圖像噪聲和量化誤差。目前上述三種誤差隨著鏡頭工藝提高與CXD攝像頭成像技術(shù)的改善均得到顯著改善，可滿足大部分應(yīng)用的精度要求。但是，從雙目視覺系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)來看，內(nèi)外標定參數(shù)、圖像坐標主點位置、基線長度、兩光軸夾角及被測物體到攝像頭深度也可以引起誤差。誤差會對雙目視覺系統(tǒng)的測量精度產(chǎn)生較大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例中提供了一種雙目視覺系統(tǒng)校正方法及校正設(shè)備，能提高雙目視覺系統(tǒng)的測量精度。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，提供了一種雙目視覺系統(tǒng)校正方法，所述雙目視覺系統(tǒng)包括主成像單元、輔助成像單元，所述主成像單元和輔助成像單元的光軸平行、焦距相等，所述方法包括:
[0007]獲取目標物點的原始三維坐標；
[0008]獲取所述目標物點的三維坐標誤差；
[0009]根據(jù)所述三維坐標誤差和原始三維坐標，獲取所述目標物點的校正三維坐標，以校正所述雙目視覺系統(tǒng)；
[0010]其中，所述獲取目標物點的原始三維坐標,包括:
[0011]獲取基線長度，所述基線長度為主成像單元光心和輔助成像單元光心之間的距離；
[0012]獲取所述目標物點經(jīng)主成像單元成像后在主圖像坐標系中的主像點坐標，獲取所述目標物點經(jīng)輔助成像單元成像后在輔助圖像坐標系中的輔助像點坐標；
[0013]獲取所述主像點和輔助像點之間的視差，所述視差為所述主像點橫坐標值和輔助像點橫坐標值的差值；
[0014]根據(jù)所述基線長度、主像點坐標、成像系統(tǒng)焦距以及視差，獲取所述目標物點在世界坐標系中的所述原始三維坐標；
[0015]所述獲取目標物點的三維坐標誤差，包括:
[0016]獲取參考點在所述世界坐標系中的三維坐標，所述參考點經(jīng)主成像單元成像后位于所述主圖像平面的中心；
[0017]獲取所述世界坐標系中，所述參考點到所述目標物點的平移投影量；
[0018]根據(jù)所述平移投影量、視差、基線長度以及所述主像點坐標，獲取所述目標物點在世界坐標系中的三維坐標誤差。
[0019]優(yōu)選的,在所述獲取目標物點的原始三維坐標之前,所述方法還包括:
[0020]建立世界坐標系；
[0021 ] 在主圖像平面建立主圖像坐標系，在輔助圖像平面建立輔助圖像坐標系。
[0022]優(yōu)選的，所述根據(jù)基線長度、主像點坐標、成像系統(tǒng)焦距以及視差，獲取目標物點在世界坐標系中的所述原始三維坐標，包括:根據(jù)以下公式獲取所述目標物點在世界坐標系中的原始三維坐標:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種雙目視覺系統(tǒng)校正方法，其特征在于，所述雙目視覺系統(tǒng)包括主成像單元、輔助成像單元，所述主成像單元和輔助成像單元的光軸平行、焦距相等，所述方法包括: 獲取目標物點的原始三維坐標； 獲取所述目標物點的三維坐標誤差； 根據(jù)所述三維坐標誤差和原始三維坐標，獲取所述目標物點的校正三維坐標，以校正所述雙目視覺系統(tǒng)； 其中，所述獲取目標物點的原始三維坐標，包括: 獲取基線長度，所述基線長度為主成像單元光心和輔助成像單元光心之間的距離； 獲取所述目標物點經(jīng)主成像單元成像后在主圖像坐標系中的主像點坐標，獲取所述目標物點經(jīng)輔助成像單元成像后在輔助圖像坐標系中的輔助像點坐標； 獲取所述主像點和輔助像點之間的視差，所述視差為所述主像點橫坐標值和輔助像點橫坐標值的差值； 根據(jù)所述基線長度、主像點坐標、成像系統(tǒng)焦距以及視差，獲取所述目標物點在世界坐標系中的所述原始三維坐標； 所述獲取目標物點的三維坐標誤差，包括: 獲取參考點在所述世界坐標系中的三維坐標，所述參考點經(jīng)主成像單元成像后位于所述主圖像平面的中心； 獲取所述世界坐標系中，所述參考點到所述目標物點的平移投影量； 根據(jù)所述平移投影量、視差、基線長度以及所述主像點坐標，獲取所述目標物點在世界坐標系中的三維坐標誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述獲取目標物點的原始三維坐標之前，所述方法還包括: 建立世界坐標系； 在主圖像平面建立主圖像坐標系，在輔助圖像平面建立輔助圖像坐標系。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)基線長度、主像點坐標、成像系統(tǒng)焦距以及視差，獲取目標物點在世界坐標系中的所述原始三維坐標，包括:根據(jù)以下公式獲取所述目標物點在世界坐標系中的原始三維坐標:
d y bV Sl=——
(I 7 ￥
Z =——
d 其中，b為基線長度，U1為主像點橫坐標軸坐標值，V為主像點縱坐標軸坐標值，d為視差，f為主成像單元焦距。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述平移投影量包括橫坐標平移投影量和縱坐標平移投影量，所述橫坐標平移投影量根據(jù)世界坐標系中所述參考點橫坐標值與所述目標物點橫坐標值獲取，所述縱坐標平移投影量根據(jù)世界坐標系中所述參考點縱坐標值與所述目標物點縱坐標值獲取。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)平移投影量、視差、基線長度以及所述主像點坐標，獲取所述目標物點在世界坐標系中的三維坐標誤差包括:根據(jù)以下公式獲取所述目標物點在世界坐標系中的三維坐標誤差:
6.一種雙目視覺系統(tǒng)校正設(shè)備，其特征在于，所述雙目視覺系統(tǒng)包括主成像單元、輔助成像單元，所述主成像單元和輔助成像單元的光軸平行、焦距相等，所述雙目視覺系統(tǒng)校正設(shè)備包括: 原始坐標獲取單元，用于獲取目標物點的原始三維坐標； 誤差獲取單元，用于獲取所述目標物點的三維坐標誤差； 校正坐標獲取單元，用于根據(jù)所述三維坐標誤差和原始三維坐標，獲取所述目標物點的校正三維坐標，以校正所述雙目視覺系統(tǒng)； 其中，所述原始坐標獲取單元包括: 基線獲取子單元，用于獲取基線長度，所述基線長度為主成像單元光心和輔助成像單元光心之間的距離； 像點坐標獲取子單元，用于獲取所述目標物點經(jīng)主成像單元成像后在主圖像坐標系中的主像點坐標，獲取所述目標物點經(jīng)輔助成像單元成像后在輔助圖像坐標系中的輔助像點坐標； 視差獲取子單元，用于獲取所述主像點和輔助像點之間的視差，所述視差為所述主像點橫坐標值和輔助像點橫坐標值的差值； 原始坐標獲取子單元，用于根據(jù)所述基線長度、主像點坐標、成像系統(tǒng)焦距以及視差，獲取所述目標物點在世界坐標系中的所述原始三維坐標； 所述誤差獲取單元包括: 參考點坐標獲取子單元，用于獲取參考點在所述世界坐標系中的三維坐標，所述參考點經(jīng)主成像單元成像后位于所述主圖像平面的中心； 投影量獲取子單元，用于獲取所述世界坐標系中，所述參考點到所述目標物點的平移投影量； 誤差獲取子單元，用于根據(jù)所述平移投影量、視差、基線長度以及所述主像點坐標，獲取所述目標物點在世界坐標系中的三維坐標誤差。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括: 世界坐標系建立單元，用于建立世界坐標系； 圖像坐標系建立單元，用于在主圖像平面建立主圖像坐標系，還用于在輔助圖像平面建立輔助圖像坐標系。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述原始坐標獲取子單元還用于根據(jù)以下公式獲取所述目標物點在世界坐標系中的原始三維坐標:
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述平移投影量包括橫坐標平移投影量和縱坐標平移投影量，所述橫坐標平移投影量根據(jù)世界坐標系中所述參考點橫坐標值與所述目標物點橫坐標值獲取，所述縱坐標平移投影量根據(jù)世界坐標系中所述參考點縱坐標值與所述目標物點縱坐標值獲取。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，所述誤差獲取子單元還用于根據(jù)以下公式獲取所述目標物點在世界坐標系中的三維坐標誤差:
【文檔編號】G01B11/00GK103983186SQ201410154220
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】張志斌, 李輝 申請人:內(nèi)蒙古大學(xué)