[发明专利]基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定方法与系统，旨在解决基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定的问题。基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定方法主要包括四个步骤：解算从圆柱靶标(8)到第一摄像机(3)及第二摄像机(5)坐标系转换的单应矩阵、解算激光线在第一摄像机(3)坐标系下的Plücker坐标、解算激光线在第二摄像机(5)坐标系下的Plücker坐标、基于反对称矩阵SVD分解的第一摄像机(3)坐标系与第二摄像机(5)坐标系单应矩阵的解算组成。提供了一种可用于大尺度空间检测、性能稳定的基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定方法与系统。

技术领域

本发明涉及一种汽车检测领域的测量设备的标定方法与系统，更具体的说，它是一种基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定方法与系统。

背景技术

汽车检视觉检测由于具有非接触、成本低、精度高等优点近年来已经逐渐成为了提高汽车检测的效率和精度的关键技术。利用机器视觉可以实现汽车车轮定位参数检测、汽车轴距差检测、汽车形貌检测、多轴车轴偏角检测、车型智能识别、超载检测等多方面领域。但是目前常用的视觉检测方法由于视场受限，无法满足车辆等大型被测物体的形貌测量需求和多个车轮之间的定位参数等远距离被测物体的位置测量需求，若采用多相机视觉测量系统则往往需要将所有相机的测量精确地统一在同一坐标系下而完成检测。然而，一个重要的问题是单个相机的视场有限，为了扩大视场而采用的多个相机可能具有非重叠视场，很难建立公共的空间约束，特别是在一些复杂的相机空间分布中，例如长工作距离，非对称的工作角度或狭窄的工作空间等。故提出了一种基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定方法来解决如何确定无公共视场的多个摄像机之间的位姿关系的问题，采用线激光器发出的激光线构造三维空间平面作为两个相机坐标系转换的桥梁，无需增加额外的独立场景相机，且可以在激光线有效的较远距离实现单应矩阵的解算，实现了基于线光场的汽车检测无公共视场相机的全局统一。

发明内容

本发明针对解决在汽车检测过程中，多个无公共视场相机之间单应关系的标定的问题，提出了一种灵活简便、工作安全可靠、结构简单且无需增加相机的远距离无公共视场多相机全局标定方法与系统。通过左右两个个摄像机分别获取同一组激光线的坐标，以此为桥梁确定两个摄像机之间的单应关系，实现了基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定。

结合说明书附图，本发明采用如下技术方案予以实现：

基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定方法的具体步骤如下：

第一步：基于线光场的汽车检测无公共视场相机全局标定的图像采集和解算从圆柱靶标到第一摄像机及第二摄像机坐标系转换的单应矩阵：

将第一摄像机支架、第二摄像机支架放置在地面上，第一摄像机和第二摄像机分别固定第一摄像机支架、第二摄像机支架上，根据汽车检测对大检测范围的需要，第一摄像机和第二摄像机无公共视场，激光器安装块支架放置在地面上，激光器安装块固定在激光器安装块支架上，一组线激光器固定在激光器安装块上，将圆柱靶标移入第一摄像机视场范围内，第一摄像机采集一幅包括圆柱靶标图像用于标定第一摄像机，打开所有线激光器，第一摄像机继续采集一幅包括圆柱靶标以及线激光器发出的激光线与圆柱靶标表面相交的投影激光线的图像，移动圆柱靶标，第一摄像机继续采集j(j＝1，2，…n)幅图像；将圆柱靶标移入第二摄像机视场范围内，第二摄像机采集一幅包括圆柱靶标以及线激光器发出的激光线与圆柱靶标表面相交的投影激光线的图像，移动圆柱靶标，第二摄像机继续采集j(j＝1，2...n)幅图像；关闭所有线激光器，第二摄像机继续采集一幅包括圆柱靶标图像用于标定第二摄像机；

圆柱靶标坐标系与第一摄像机获取的图像坐标系的转换关系为

P_T1，I1Y_T1，k＝sy_T1，k