[发明专利]一种基于移动相机和双靶标的单轴旋转角的视觉测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于移动相机和双靶标的单轴旋转角的视觉测量方法，属于视觉测量技术领域。

背景技术

角位移测量广泛应用于工业、航空航天等领域。由于在恶劣的环境中，角位移传感器的电气、机械等参数会发生变化，因此需要定期对其进行标定矫正。视觉测量技术因具有结构简单，非接触实时测量，现场安装和调试方便等优点而备受青睐。现有的视觉的方法大都对靶标的安装有一定要求，使用不便；而且，在很多场合下，测角过程中还会出现遮挡等问题。因此，本专利申请提出了一种基于移动相机和双靶标的单轴旋转角的视觉测量方法。该方法对靶标的安装没有任何要求，且相机为手持，可以变换方位，获得较好的拍摄角度，因此不存在遮挡的问题。

发明内容

本发明提出了一种基于移动相机和双靶标的单轴旋转角的视觉测量方法，它是一种基于移动相机和双靶标的单轴旋转角的视觉测量方法。它解决了现有视觉测角方法中靶标安装困难，及在测角过程中靶标容易被遮挡的难题。该方法，通过手持相机拍摄两个二维靶标的图像，从而对相机内外参数和两个靶标与轴的几何关系进行标定，进而测量旋转角，该方法对靶标安装没有任何要求，可以将靶标固定到任意位置，同时可以有效避免遮挡。本发明采用的摄像机模型为非线性透视投影模型，模型描述如下：

1.线性摄像机模型

如图(1)所示，空间任何一点P在图像中的成像位置可以用针孔成像模型近似表示，即点P在图像中的投影位置p，为光心O与点P的连线与图像平面的交点。因而世界坐标系下P点坐标(X_w,Y_w,Z_w)^T与投影点p的像素坐标(u,v)^T之间的关系如下：

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