[发明专利]一种可变结构的双目视觉测量系统及参数确定方法

权利要求书

1.一种可变结构的双目视觉测量系统，其特征在于包括：左侧相机主光路(1)、右侧相机主光路(2)、辅助光路(3)和参考标志(401)；其中，所述的左侧相机主光路(1)包括摄影物镜(101)、CCD(102)和第一保护玻璃(309)，其中摄影物镜(101)和CCD(102)构成左侧相机；所述的右侧相机主光路(2)包括摄影物镜(201)、CCD(202)和第二保护玻璃(310)，其中摄影物镜(201)和CCD(202)构成右侧相机；所述的辅助光路(3)包括平行光管(301)、第一反射镜(302)、直角棱镜(303)、第二反射镜(304)、第三反射镜(305)、第四反射镜(306)、第五反射镜(307)、第六反射镜(308)；

参考标志(401)发出的光通过平行光管(301)入射到第一反射镜(302)，直角棱镜(303)将经反射镜(302)进入直角棱镜(303)的光分成两路，其中一路依次经过第五反射镜(307)、第六反射镜(308)、第二保护玻璃(310)的反射，最后进入右侧相机摄影物镜(201)，成像于右侧相机CCD(202)；另外一路依次第二反射镜(304)、第三反射镜(305)、第四反射镜(306)、第一保护玻璃(309)的反射，进入左侧相机摄影物镜(101)，成像于左侧相机CCD(102)；

被测目标的光线透过第一保护玻璃(309)，经摄影物镜(101)，成像于左侧相机CCD(102)以及透过第二保护玻璃(310)，经摄影物镜(201)，成像于右侧相机CCD(202)。

2.根据权利要求1所述的一种可变结构的双目视觉测量系统，其特征在于：所述的参考标志(401)为平面标定参照物。

3.根据权利要求1所述的一种可变结构的双目视觉测量系统，其特征在于：所述的第一保护玻璃(309)和第二保护玻璃(310)在外表面镀制增透膜，用于透射外界的入射光束；在内表面镀制分光膜，将反射镜(306)和反射镜(308)反射的光，进行反射，使之进入左右两侧摄影物镜。

4.根据权利要求1所述的一种可变结构的双目视觉测量系统，其特征在于：所述的摄影物镜的焦距F数为3。

5.一种适用于权利要求1所述的双目视觉测量系统的参数确定方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)离线获取初始数据；

(1a)打开主光路，关闭辅助光路，利用立体标定靶标，进行双目相机内部参数、畸变参数和初始外部参数的精确标定，并记录；

(1b)关闭主光路，打开辅助光路，在左右相机像面上检测初始时刻参考标志的图像坐标，并记录；

(2)在线修正相机姿态并测量；

(2a)同时打开主光路和辅助光路，使得测量目标与参考标志同时成像于左右侧相机CCD上；

(2b)随着测量目标位置的变化，改变光轴指向，使得测量目标始终位于视场的中央；

(2c)在左右侧相机CCD上分别进行被测量目标的特征点提取和当前时刻参考标志图像坐标的检测，并记录；

(2d)通过参考标志在左右侧相机CCD上当前时刻相机坐标系与初始时刻相机坐标系的图像坐标，分别求取左右相机的姿态变换矩阵；

(2e)利用步骤(2d)得到的姿态变换矩阵，对步骤(1a)中的初始外部参数进行补偿，获取当前时刻的外部参数；

(2f)双目测量系统调整完毕，利用双目视觉测量法进行相应测量。