[发明专利]3D四轮定位仪目标盘三维坐标的确定方法及系统有效

专利信息
申请号: 201910383687.4 申请日: 2019-05-08
公开(公告)号: CN110081841B 公开(公告)日: 2021-07-02
发明(设计)人: 韩志可;戎洲杰 申请(专利权)人: 上海鼎盛汽车检测设备有限公司
主分类号: G01B11/275 分类号: G01B11/275;G01M17/013;G06T7/70;G06T7/80
代理公司: 上海大视知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31314 代理人: 蔡沅
地址: 201802 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 定位 目标 三维 标的 确定 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种3D四轮定位仪目标盘三维坐标的确定方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

(1)将目标盘图片中目标盘各圆点的像素坐标转换为实际坐标;

(2)利用部分所述的圆点的实际坐标确定目标盘在所述的实际坐标中的大概位置;

(3)利用所述的大概位置计算目标盘的实际三维坐标;

所述的步骤(2)具体包括以下步骤:

(21)确定目标盘在XY轴上倾向哪个方向;

(22)在所述的目标盘的各圆点中选取若干个点,利用理想目标盘模型反复接近所选取的点,并基于所述的目标盘在XY轴上倾向方向,确定所选取点的在实际坐标中的位置;

(23)基于所选取点的在实际坐标中位置确定所述的目标盘在所述的实际坐标中的大概位置;

所述的步骤(3)具体包括以下步骤:

(31)在实际坐标中的XYZ轴上分别平移所述的目标盘模型,每次移动0.1米,并计算反投影误差,将所述的反投影误差与当前的点的投影坐标作比较,选取1米内反投影误差最小的位置作为该当前的点的位置;

(32)在实际坐标中的XYZ轴上分别旋转所述的目标盘模型,每次旋转1度,并计算反投影误差,将所述的反投影误差与当前的点的投影坐标作比较,选取10度以内反投影误差最小的位置作为该当前的点的位置;

(33)多次重复上述步骤(31)与(32)对目标盘模型进行平移和旋转,并同时逐步缩小平移和旋转的尺度,直至平移距离小于1毫米,旋转度数小于0.01度,以确定当前的点的位置;

(34)重复上述步骤(31)至(33),确定所述的目标盘上所有的点的位置。

2.根据权利要求1所述的3D四轮定位仪目标盘三维坐标的确定方法,其特征在于,所述的步骤(1)具体包括以下步骤:

利用以下公式计算目标盘图片中目标盘各圆点的实际坐标(X,Y),

X=(Px-Cx)×Sx

Y=(Py-Cy)×Sy

其中,P为像素坐标,Px为所述像素坐标X轴上的值,Py为该像素坐标Y轴上的值;C为拍摄所述目标盘图片的相机标定后的光心坐标(0,0),Cx为所述光心坐标X轴上的值,Cy为该光心坐标Y轴上的值;S为像素的实际大小,Sx为所述像素X轴方向上的大小,Sy为该像素Y轴方向上的大小。

3.根据权利要求2所述的3D四轮定位仪目标盘三维坐标的确定方法,其特征在于,所述的选取的点的数量为3个。

4.根据权利要求2所述的3D四轮定位仪目标盘三维坐标的确定方法,其特征在于,所述的步骤(22)具体包括以下步骤:

(22-1)建立一个理想的目标盘模型,将该目标盘模型放在实际坐标中的(0,0,1)位置;

(22-2)在实际坐标中的XYZ轴上分别平移所述的目标盘模型,每次移动1米,并计算反投影误差,将所述的反投影误差与目标盘上选取的点的投影坐标作比较,选取10米内反投影误差最小的位置作为该选取的点的大概位置;

(22-3)在实际坐标中的XYZ轴上分别旋转所述的目标盘模型,每次旋转10度,并计算反投影误差,将所述的反投影误差与目标盘选取的点的投影坐标作比较,选取90度以内反投影误差最小的位置作为该选取的点的大概位置;

(22-4)多次重复上述步骤(22-2)与(22-3)对目标盘模型进行平移和旋转,并同时逐步缩小平移和旋转的尺度,直至平移距离小于1毫米,旋转度数小于0.01度,以确定一个选取的点的位置;

(22-5)重复上述步骤(22-2)至(22-4),确定所有选取的点的位置。

5.一种3D四轮定位仪目标盘三维坐标的确定系统,其特征在于,该系统包括:

相机,已经标定,其光心为实际坐标(0,0,0,),用以拍摄并获取目标盘图片;

处理器,用以将所述的目标盘图片中目标盘各圆点的像素坐标转换为实际坐标;利用所述各圆点的实际坐标计算目标盘在所述的实际坐标中的大概位置;并用以利用所述的大概位置计算目标盘的实际三维坐标,

其中所述的利用所述各圆点的实际坐标计算目标盘在所述的实际坐标中的大概位置具体包括:

确定目标盘在XY轴上倾向哪个方向;

在所述的目标盘的各圆点中选取若干个点,利用理想目标盘模型反复接近所选取的点,并基于所述的目标盘在XY轴上倾向方向,确定所选取点的在实际坐标中的位置;

基于所选取点的在实际坐标中位置确定所述的目标盘在所述的实际坐标中的大概位置;

所述利用所述的大概位置计算目标盘的实际三维坐标具体包括:

在实际坐标中的XYZ轴上分别平移所述的目标盘模型,每次移动0.1米,并计算反投影误差,将所述的反投影误差与当前的点的投影坐标作比较,选取1米内反投影误差最小的位置作为该当前的点的位置;

在实际坐标中的XYZ轴上分别旋转所述的目标盘模型,每次旋转1度,并计算反投影误差,将所述的反投影误差与当前的点的投影坐标作比较,选取10度以内反投影误差最小的位置作为该当前的点的位置;

多次重复上述的对目标盘模型进行平移和旋转的两个步骤,并同时逐步缩小平移和旋转的尺度,直至平移距离小于1毫米,旋转度数小于0.01度,以确定当前的点的位置;

重复上述三个步骤,确定所述的目标盘上所有的点的位置。

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