[实用新型]全景视觉测量系统安装位置快速校正装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种测试装置，具体地说是一种全景视觉测量系统安装位置校正装置。

背景技术

折反射全景视觉最早可以追溯到1970年，美国的Dr.ReeS在其专利中首次提出使用双曲面镜实现全景成像。由双曲面全景视觉系统的优点是具有单一的投影中心，垂直方向视角可达(-90°-45°)全景图像可以变换为普通的透视图像和柱面图像；透视透镜是最为常用的一种成像透镜，技术成熟、品种多样、选择灵活，并且如果选择的反射镜的曲率较小，可以减轻象散。全景视觉系统的产生，推动了一系列相关理论研究领域的发展，其中包括：系统设计、全景图像解算、全景视觉相机的标定、机器人自定位与导航、全景立体视觉等。

全景视觉系统的标定方法通常可分为两类：一类是利用场景的先验知识，例如标定模板或垂直线。另一类包括所有不需场景先验知识的技术。例如通过摄像头的纯旋转或旋转平移运动进行标定的方法，以及摄像头自标定方法。Ahaga和Vaseur等人提出了基于三维控制点的标定方法，利用控制点的三维坐标与其二维图像坐标的对应关系可恢复折反射摄像机的内外参数，该方法的优点在于标定精度高，不足在于需要精度很高的标定块。Geyer等人提出用三条以上直线的标定旋转抛物面折反射摄像机的方法。FuchaoWu等提出了一种基于直线的标定方法，该方法仅利用两条或三条已知直线即可对任何类型的中心折反射全景视觉系统进行标定，且不需要相机的先验知识。向英华等人，给出了基于球面的标定方法，由于球的投影轮廓线通常是封闭的二次曲线，可得到很高的拟合精度，因此该方法能够等到较高的标定精度。Micusik利用多视几何建立了单光心折射全向摄像机的透视投影模型，并根据该模型给出了自标定算法。Davide Scarmuzza在Micusik的透视模型的基础上提出了多项式展开模型，用多项式来拟合摄像机投影过程，并给了出基于二维标定板的标定算法，该算法可操作性强，鲁棒性高，标定的结果在后期应用也较为方便。Tarak Gandhi DENG Xiaoming提出了一种中心折反射相机的简易自标定方法，该方法利用系统的中心折反射和小孔成像模型的外在关系及全景图像的圆形边界，对系统的内外参数进行初始估计，然后采用非线性最优估计的方法对系统的内外参数进行更新。上述的标定方法都是针对中心折反射系统或假定系统满足单视点约束模型为前提的，若系统中反射镜和相机之间的关系并不满足假设势必导致标定误差。为此，卡内基梅隆大学的Dennis Strelow利用图像和空间中已知标定点的对应关系，对反射镜与相机的相对位置发生平移或现转的系统建立了完整的投影模型。日本大阪大学Tomohiro Mashita则提出了一种非中心折反射全景视觉的标定方法，并且可以根据所得的反射镜相对于相机的姿态来修正透视解算图像的畸变。

发明内容

本申请的目的在于提供一种无需外部辅助措施的情况下可实现对全景视觉测量系统安装位置高精度的校正的全景视觉测量系统安装位置快速校正装置。

本全景视觉测量系统安装位置校正装置，包括取景模块、透视成像模块、防护模块三部分；取景模块包括安装在防护玻璃管内的双曲面反射镜、设置在防护玻璃管顶端的双曲面反射镜连接器；透视成像模块包括高帧频科学级相机和透视镜头；防护模块包括防护玻璃管；取景模块通过连接器与防护模块相连，透视成像模块通过支架安装在防护模块中；双曲面反射镜的顶端为圆形平面，圆形平面的圆心为双曲面反射镜的原顶点，圆形平面与双曲面反射镜的底面平行。

圆形平面上标有交点为圆心的十字交叉刻线和一个圆形刻线，十字交叉刻线与圆形刻线的四个交点由序号标定顺序。通过分析，圆形平面上的十字交叉刻线和圆形刻线在摄像机靶面上的成像，得出摄像机与双曲面反射镜的相对位置信息和双曲面反射镜相对与摄像机轴线的倾斜角度信息。从而实现全景视觉测量系统安装位置的校正。

本实用新型将双曲面反射镜的顶端处理为一圆形平面，圆形平面的圆心为双曲面反射镜的原顶点，圆形平面与双曲面反射镜的底面平行，圆形平面上标有交点为圆心的十字交叉刻线和一个圆形刻线，十字交叉刻线的四个端点由序号标定顺序。通过分析，圆形平面上的十字交叉刻线和圆形刻线在摄像机靶面上的成像，得出摄像机与双曲面反射镜的相对位置信息和双曲面反射镜相对与摄像机轴线的倾斜角度信息。从而实现全景视觉测量系统安装位置的校正。

本全景视觉测量系统安装位置校正装置，结构简单，无需外部辅助措施，适应性好，可实现对全景视觉测量系统安装位置高精度的校正。具有较高的实用价值。

附图说明

图1全景视觉测量系统安装位置校正装置整体结构示意图。