基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有二維和三維標(biāo)定物無(wú)法實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)與激光平面的同步標(biāo)定，加工復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)用性要求較高的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的問(wèn)題，基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)主要由攝像機(jī)靶標(biāo)(1)與激光靶標(biāo)(2)組成，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度高、累積誤差小、功能完整、操作簡(jiǎn)便、易于安裝、通用性強(qiáng)、成本較低、性能可靠的可滿足汽車檢測(cè)行業(yè)對(duì)汽車車體進(jìn)行視覺檢測(cè)要求的基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車工業(yè)領(lǐng)域的檢驗(yàn)設(shè)備，更具體的說(shuō)，它涉及一種基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]為保證汽車的安全行駛，合理快速的檢測(cè)汽車的超載超限和尺寸改裝，進(jìn)行汽車的各項(xiàng)幾何尺寸和角度的視覺測(cè)量是汽車檢測(cè)領(lǐng)域的主要檢測(cè)項(xiàng)目之一。目前，對(duì)汽車尺寸和角度的測(cè)量主要停留在手工米尺測(cè)量，效率低，精度差，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。采用結(jié)構(gòu)光機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)對(duì)汽車幾何參數(shù)進(jìn)行非接觸檢測(cè)由于具有快速、準(zhǔn)確和高可靠性等特點(diǎn)有望解決以上技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)有標(biāo)定方式主要通過(guò)二維標(biāo)定物或三維標(biāo)定物對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，再通過(guò)二維標(biāo)定物對(duì)激光平面在攝像機(jī)坐標(biāo)系內(nèi)的位置進(jìn)行標(biāo)定。但是由于激光平面的方程為攝像機(jī)坐標(biāo)系下的方程，而實(shí)際情況需要測(cè)量物體在世界坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)，因此需要經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換才可以將光平面與物體交線的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系下，誤差較大。本實(shí)用新型采用底面加工固定位置凹槽的攝像機(jī)靶標(biāo)結(jié)構(gòu)控制激光靶標(biāo)在世界坐標(biāo)系下的位置，進(jìn)而獲得光平面與激光靶標(biāo)的交點(diǎn)三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了激光平面在世界坐標(biāo)系下的標(biāo)定并同步完成了攝像機(jī)的標(biāo)定，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工和運(yùn)輸，提高了標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確度并降低了二維標(biāo)定物標(biāo)定中迭代過(guò)程的計(jì)算量，對(duì)汽車工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)目前現(xiàn)有二維和三維標(biāo)定物無(wú)法實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)與激光平面的同步標(biāo)定，體積較大，加工復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)用性要求較高的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的現(xiàn)狀，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度高、累積誤差小、功能完整、操作簡(jiǎn)便、易于安裝、通用性強(qiáng)、成本較低、性能可靠的可滿足汽車檢測(cè)行業(yè)對(duì)汽車車體進(jìn)行視覺檢測(cè)要求的基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)。
[0004]參閱圖1至圖4，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型所提供的基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)包括有攝像機(jī)靶標(biāo)與激光靶標(biāo)。
[0005]激光靶標(biāo)放置在攝像機(jī)靶標(biāo)底面的矩形凹槽中，激光靶標(biāo)底部長(zhǎng)方體鋼塊的兩側(cè)面與矩形凹槽的一個(gè)直角的兩側(cè)面重合。
[0006]技術(shù)方案中所述的攝像機(jī)靶標(biāo)為三塊等大的正方形鋼板兩兩相互垂直焊接的零件并調(diào)質(zhì)時(shí)效處理，攝像機(jī)靶標(biāo)的底面上方均布加工等大的矩形凹槽，攝像機(jī)靶標(biāo)的兩側(cè)面粘貼棋盤格圖案。
[0007]技術(shù)方案中所述的激光靶標(biāo)由上方的鋼制刻度尺和底部的長(zhǎng)方體鋼塊焊接而成，刻度尺與底部長(zhǎng)方體鋼塊的底面和一個(gè)側(cè)面垂直，刻度尺與底部長(zhǎng)方體鋼塊的另一個(gè)側(cè)面平行。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009](I)本實(shí)用新型采用底面加工固定位置凹槽的攝像機(jī)靶標(biāo)結(jié)構(gòu)控制激光靶標(biāo)在世界坐標(biāo)系下的位置，進(jìn)而獲得光平面與激光靶標(biāo)的交點(diǎn)三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了激光平面在世界坐標(biāo)系下的標(biāo)定并同步完成了攝像機(jī)的標(biāo)定，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高了標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確度并降低了二維標(biāo)定物標(biāo)定中迭代過(guò)程的計(jì)算量。
[0010](2)本實(shí)用新型的主要零件采用標(biāo)準(zhǔn)量具鋼進(jìn)行加工，首先，標(biāo)準(zhǔn)型鋼產(chǎn)量大，機(jī)械加工工序少，制作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低；其次，作為測(cè)量?jī)x器的重要附件，采用標(biāo)準(zhǔn)型鋼具有一定的強(qiáng)度，能夠在長(zhǎng)期使用中不變形，保證測(cè)量的精度，可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量精度的要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)的使用狀態(tài)軸測(cè)圖；
[0012]圖2是基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)的軸測(cè)圖；
[0013]圖3是基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)的三維靶標(biāo)I軸測(cè)圖；
[0014]圖4是基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)的高度靶標(biāo)2的軸測(cè)圖；
[0015]圖中:1.攝像機(jī)靶標(biāo)，2.激光靶標(biāo)，A激光平面。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0017]參閱圖1至圖4，基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)包括有攝像機(jī)靶標(biāo)I與激光靶標(biāo)2。
[0018]攝像機(jī)靶標(biāo)I為三塊等大的正方形鋼板兩兩相互垂直焊接的零件并調(diào)質(zhì)時(shí)效處理，攝像機(jī)靶標(biāo)I的底面上方均布加工等大的矩形凹槽，攝像機(jī)靶標(biāo)I的兩側(cè)面粘貼棋盤格圖案，激光靶標(biāo)2由上方的鋼制刻度尺和底部的長(zhǎng)方體鋼塊焊接而成，刻度尺與底部長(zhǎng)方體鋼塊的底面和一個(gè)側(cè)面垂直，刻度尺與底部長(zhǎng)方體鋼塊的另一個(gè)側(cè)面平行，激光靶標(biāo)2放置在攝像機(jī)靶標(biāo)I底面的矩形凹槽中，激光靶標(biāo)2底部長(zhǎng)方體鋼塊的兩側(cè)面與矩形凹槽的一個(gè)直角的兩側(cè)面重合。
[0019]基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)的使用方法:將基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)放置在汽車視覺檢測(cè)系統(tǒng)的攝像機(jī)視場(chǎng)范圍內(nèi)的一個(gè)固定位置，將激光靶標(biāo)2分別放置在攝像機(jī)靶標(biāo)I底面的不同凹槽中，測(cè)量系統(tǒng)投射激光平面A，通過(guò)攝像機(jī)采集一幅靶標(biāo)圖像，對(duì)圖像進(jìn)行濾波、灰度增強(qiáng)、圖像分割、提取攝像機(jī)靶標(biāo)I兩側(cè)面中心點(diǎn)的圖像坐標(biāo)和三維坐標(biāo)以及激光平面與激光靶標(biāo)2的交點(diǎn)的三維坐標(biāo)，根據(jù)攝像機(jī)靶標(biāo)的二維圖像坐標(biāo)和三維空間坐標(biāo)采用最小二乘法、粒子群優(yōu)化算法或遺傳算法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)激光平面與激光靶標(biāo)2的交點(diǎn)三維坐標(biāo)利用最小二乘法可以得到激光平面在世界坐標(biāo)系下的光平面方程，完成汽車視覺檢測(cè)系統(tǒng)的攝像機(jī)和光平面的同步標(biāo)定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，所述的基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng)由攝像機(jī)靶標(biāo)(I)與激光靶標(biāo)(2)組成； 激光靶標(biāo)(2)放置在攝像機(jī)靶標(biāo)(I)底面的矩形凹槽中，激光靶標(biāo)(2)底部長(zhǎng)方體鋼塊的兩側(cè)面與矩形凹槽的一個(gè)直角的兩側(cè)面重合。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于所述的攝像機(jī)靶標(biāo)(I)為三塊等大的正方形鋼板兩兩相互垂直焊接的零件并調(diào)質(zhì)時(shí)效處理，攝像機(jī)靶標(biāo)(I)的底面上方均布加工等大的矩形凹槽，攝像機(jī)靶標(biāo)(I)的兩側(cè)面粘貼棋盤格圖案。
3.按照權(quán)利要求1所述的基于面結(jié)構(gòu)光主動(dòng)視覺的汽車車體三維重建的標(biāo)定系統(tǒng),其特征在于所述的激光靶標(biāo)(2)由上方的鋼制刻度尺和底部的長(zhǎng)方體鋼塊焊接而成，刻度尺與底部長(zhǎng)方體鋼塊的底面和一個(gè)側(cè)面垂直，刻度尺與底部長(zhǎng)方體鋼塊的另一個(gè)側(cè)面平行。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK203981115SQ201420438407
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】徐觀, 蘇建, 李曉韜, 張立斌, 潘洪達(dá), 陳熔, 劉玉梅, 戴建國(guó), 林慧英, 孫麗娜, 盧雪, 郝照冰, 劉換平, 張益瑞, 王啟明, 杜志豪 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)