[发明专利]一种管路端面中心点的测量方法及装置

权利要求书

1.一种管路端面中心点的测量方法，其特征在于，包括：

采集装配有靶标的管路的图像，所述靶标的靶标平面上设有多个标志点；

从采集的所述图像中获得所述多个标志点几何中心的图像坐标；

根据所述靶标平面上的多个标志点的相对位置，建立靶标坐标系，并获取所述多个标志点在靶标坐标系中的坐标；

根据所述多个标志点的几何中心图像坐标和所述多个标志点在所述靶标坐标系中的坐标，获取所述靶标坐标系和相机坐标系的转换关系；

根据所述靶标坐标系和相机坐标系的转换关系，获取所述管路的各个接头端面中心点在所述相机坐标系中的坐标；

根据所述管路的各个接头端面中心点在所述相机坐标系中的坐标，获取所述管路的各个接头端面中心点间的相对位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述靶标坐标系和相机坐标系的转换关系，获取所述管路的各个接头端面中心点在所述相机坐标系中的坐标的步骤之后，所述方法还包括：

获取多个相机之间的外参数；

根据所述多个相机之间的外参数，将多个相机坐标系下的所述管路的各个接头端面中心点的坐标统一到同一相机坐标系下。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述靶标还包括：

靶标本体；

定位基准点，用于在所述靶标和管路接头装配时进行定位；

销，用于所述靶标和管路接头的径向定位；

端面，用于所述靶标和所述管路接头的轴向定位；以及

紧固部件，用于紧固所述靶标和管路接头；

其中，所述靶标平面通过固定部固定在所述靶标本体上，所述销固定连接在所述靶标本体上；且所述定位基准点位于所述靶标平面的一个角点，所述端面位于所述靶标本体与管路端面的接触面处，所述紧固部件套于靶标本体外侧，通过紧固螺钉将靶标本体与管路紧固。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个标志点包括一个大标志点及多个小标志点，所述大标志点用于确定所述靶标坐标系的原点，所述多个小标志点用于确定所述靶标坐标系的坐标轴方向。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从采集的所述图像中获得所述多个标志点几何中心的图像坐标的步骤包括：

对采集的所述图像进行预处理；

对经过预处理的所述图像进行阈值分割，获得所述多个标志点的区域；

在分割出的所述任一标志点的区域中，提取所述标志点的边缘；

根据提取出的所述标志点的边缘，获取所述标志点几何中心的图像坐标。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个标志点的几何中心图像坐标和所述多个标志点在所述靶标坐标系中的坐标，获取所述靶标坐标系和相机坐标系的转换关系的步骤包括：

获取相机的内参数；

设定所述靶标坐标系与相机坐标系的初始转换关系；

根据所述靶标坐标系与相机坐标系的初始转换关系及所述相机的内参数，将所述多个标志点的几何中心投影到采集的所述图像上，并获得所述多个标志点几何中心的投影坐标；

通过最小二乘法对所述多个标志点的投影坐标进行优化；

当所述标志点的投影坐标和对应的图像坐标间的距离之和最小时，获得所述靶标坐标系和相机坐标系的转换关系。

7.一种管路端面中心点的测量装置，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集装配有靶标的管路的图像，所述靶标的靶标平面上设有多个标志点；

图像坐标获取模块，用于从采集的所述图像中获得所述多个标志点几何中心的图像坐标；

靶标坐标系建立模块，用于根据所述靶标平面上的多个标志点的相对位置，建立靶标坐标系，并获取所述多个标志点在靶标坐标系中的坐标；

转换关系获取模块，用于根据所述多个标志点的几何中心图像坐标和所述多个标志点在所述靶标坐标系中的坐标，获取所述靶标坐标系和相机坐标系的转换关系；

相机坐标系坐标获取模块，用于根据所述靶标坐标系和相机坐标系的转换关系，获取所述管路的各个接头端面中心点在所述相机坐标系中的坐标；

相对位置获取模块，用于根据所述管路的各个接头端面中心点在所述相机坐标系中的坐标，获取所述管路的各个接头端面中心点间的相对位置。