[发明专利]一种物体测量的方法及设备

权利要求书

1.一种物体测量的方法，其特征在于，该方法包括：

通过已标定的摄像机，获取含有线结构光光条的目标图像，其中所述线结构光光条是结构光传感器已标定的曲面模型在物体表面上形成的；

基于所述已标定的摄像机的相机成像模型和所述目标图像，确定用于表示所述物体表面轮廓的三维坐标点；

通过如下方式对所述结构光传感器的曲面模型进行标定：

通过已标定的摄像机，获取结构光传感器在标定板上形成的激光条纹图像；

将所述激光条纹图像转换成灰度图像，根据灰度特征信息，采用极大值方式预取多个激光条纹中心点，并对预取的多个激光条纹中心点进行高斯卷积处理，组成像素点集合；

对所述像素点集合进行主成分分析PCA处理，获取目标像素点坐标；

根据所述目标像素点坐标，获取目标激光条纹中心点的法线向量；

根据所述法线向量，计算所述目标激光条纹中心点的亚像素坐标；

根据获取的目标激光条纹中心点及预设的曲面模型，确定所述结构光传感器已标定的曲面模型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取的目标激光条纹中心点及预设的曲面模型，确定所述结构光传感器已标定的曲面模型，包括：

将获取的多个激光条纹图像对应的目标激光条纹中心点输入到所述预设的曲面模型中，并采用最小二乘法确定所述曲面模型的模型参数；

将所述模型参数输入到所述预设的曲面模型中，确定所述已标定的曲面模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标像素点坐标，获取目标激光条纹中心点的法线向量，包括：

针对所述像素点集合中的每个激光条纹中心点，根据所述目标像素点坐标及所述激光条纹中心点确定协方差矩阵；

确定协方差矩阵对应的特征值及特征向量；

将最大特征值对应的特征向量作为所述目标激光条纹中心点的法线向量。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述法线向量，计算所述目标激光条纹中心点的亚像素坐标，包括：

以所述法线向量对应的目标激光条纹中心点为中心，沿所述法线向量方向及所述法线向量反方向各采集至少一个像素参考点；

根据所述像素参考点的坐标及所述像素参考点的灰度值，计算所述目标激光条纹中心点的亚像素坐标。

5.如权利要求2～4任一所述的方法，其特征在于，所述获取目标激光条纹中心点之后，还包括：

将所述目标激光条纹中心点的亚像素坐标转换到相机坐标系，获取相机坐标系下的三维点坐标；

根据获取的目标激光条纹中心点及预设的曲面模型，确定所述结构光传感器已标定的曲面模型，包括：

根据所述相机坐标系下的三维点坐标及预设的曲面模型，确定所述结构光传感器已标定的曲面模型。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方式标定所述摄像机：

通过摄像机从不同角度拍摄标定板，获取多张标定板图像；

针对任一张标定板图像，通过角点提取算法提取标定板图像中的角点作为特征点；

根据所述多张标定板图像对应的特征点，确定所述摄像机的内外参数，得到已标定的摄像机。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述多张标定板图像对应的特征点，确定所述摄像机的内外参数，得到已标定的摄像机，包括：

根据所述特征点，确定所述摄像机的图像平面到世界平面的单映射矩阵；

根据所述单映射矩阵，获得所述摄像机的内外参数，得到已标定的摄像机。

8.如权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述已标定的摄像机的相机成像模型和所述目标图像，确定用于表示所述物体表面轮廓的三维坐标点，包括：

基于所述摄像机的相机成像模型，确定所述摄像机的传播路径在所述摄像机坐标系下的射线方程；

基于所述射线方程和目标图像中的线结构光光条对应的曲面模型，确定用于表示所述物体表面轮廓的三维坐标点。

9.一种物体测量的设备，其特征在于，该设备包括：至少一个处理单元以及至少一个存储单元，其中，存储单元存储有程序代码，当程序代码被处理单元执行时，处理单元具体用于执行如权利要求1～8任一所述的物体测量的方法的步骤。