[发明专利]一种光学多目标三维空间定位方法及系统

权利要求书

1.一种光学多目标三维空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将具有一维传感器的两个线阵相机和具有二维传感器的面阵相机标定；

（2）、使用两个线阵相机分别从两个方向对目标进行数据采集，获取两幅一维图像数据；

（3）、同时通过面阵相机对该目标进行数据采集，获得一幅二维图像数据；

（4）、将步骤（2）得到的每一幅一维图像数据分别进行峰值提取处理，得到其中的目标数量及一维坐标；

（5）、根据步骤（4）得到的目标的一维坐标，在步骤（3）所获得的二维图像数据中进行搜索，得到目标在二维图像中的坐标位置，以及图像中的目标点与一维传感器中尖峰的对应关系；

（6）、根据步骤（4）中的两组一维坐标和步骤（5）中的二维坐标，结合标定过程得到的坐标转换关系来重建目标点的空间三维坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）中峰值提取处理之前，进一步对所述一维图像数据进行滤波处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（5）中进行搜索之前，进一步对所述二维图像数据进行低通滤波，并通过自适应阈值将图像进行二值化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（6）中所述的坐标转换关系是指：由一定数量的已知坐标点对所述线阵相机和所述面阵相机进行标定后，得到相机的内外方位元素，进而得到相机坐标系和世界坐标系的转换关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个线阵相机和面阵相机呈弧形定位，可测量范围为三者可拍摄范围的交集。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述标定过程和步骤（6）重建过程中采用直接线性变换（DLT）方法。

7.实现权利要求1-6任何一项所述方法的一种光学多目标三维空间定位系统，其特征在于，包括：

信号处理模块，用于对图像信号进行处理及三维坐标重建；

连接于信号处理模块输出端的显示模块；

连接于信号处理模块输入端的线阵CCD采集卡和面阵CCD采集卡；

经过标定的用于采集目标的一维图像数据的两个线阵相机，连接于线阵CCD采集卡的输入端；及

经过标定的用于采集目标的二维图像数据的面阵相机，连接于面阵CCD采集卡的输入端。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述线阵相机含有一维传感器和柱面透镜，柱面透镜的中心对准在一维传感器的中心，并且一维传感器距离柱面透镜镜的距离约等于焦距；所述面阵相机含有二维传感器和球面透镜，球面透镜的中心对准在二维传感器的中心，并且二维传感器距离球面透镜的距离约等于焦距。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述信号处理模块包括计算机和图像处理芯片。