[发明专利]一种多相机大尺寸视觉测量方法及系统

说明书

本发明涉及一种多相机大尺寸视觉测量方法及系统，该方法包括：安装好用于大尺寸测量的多个相机；利用三坐标测量机在标定白板上标记分别在各相机视野内的一组三坐标标记点，并记录各三坐标标记点的三坐标位置及顺序；相机采集标定白板上对应其视野内的三坐标标记点的图像，获取各三坐标标记点所在区域的中心位置；获取所有相机的位姿变换矩阵；对相机所采集的图像采用基于高斯拟合的亚像素边缘检测算法，得到边缘点集，并利用边缘点集合拟合边缘直线；基于边缘直线获取直线交点；基于所获取的位姿变换矩阵，转换直线交点至世界坐标系下；基于转换后的位置，获取尺寸。本发明用于高精度实现大尺寸视觉测量。

技术领域

本发明属于极片检测技术领域，具体涉及一种多相机大尺寸视觉测量方法及系统。

背景技术

极片用于锂电池，锂电池的生产制造是由多个工艺步骤联接起来的，包括极片制造、电池组装以及注液三大阶段，每个阶段又可以分为数道关键工艺，每一步都会对电池性能产生很大影响。极片制造的工艺主要包括涂布、烘烤、辊压、激光分切、高速冲切、叠片和封装。

为保证激光分切能够生产出符合工艺要求极片，需要对其过程中的极片宽度进行测量，防止切刀切偏。但是相关技术中对极片宽度进行测量的方案的准确度不足，导致基于相应的极片宽度测量生成的锂电池的性能存在问题。

传统检测方式中，当极片片宽较大时，为提高检测精度，需要使多个大视野高精度相机来飞拍检测极片的片宽和片长，包括多相机存在重叠区域的场景和多相机存在无重叠区域的场景。针对多相机存在重叠区域的场景，由于多幅图像之间存在公共区域，可通过特征点检测进行图像拼接，即可得到物体测量尺寸；针对多相机存在无重叠区域的场景，可通过多相机获待测物体两端局部区域位置，结合双相机位姿参数(包括相机内参和相机外参)实现物体快速测量，非常适合在线快速批量检测。

其中多相机标定技术是影响检测准确度的关键，现有的多相机标定法基本都是采用棋盘格标定板进行标定。采用棋盘格标定板进行标定存在如下几个集中弊端。

(1)常规标定板精度有限，通常标定板精度在0.01mm，对于um级别的测量，标定精度受限；(2)标定板通常为棋盘格或者圆点标记形式，棋盘格或者圆点尺寸一般为mm级别，对于高精度测量系统，为降低镜头畸变影响，通常采用远心镜头，相机视野比较小，难以在视野内找到足够数量的标定板标定点数目，影响标定精度；(3)对于大尺寸物体检测，标定板精度与尺寸往往难以兼顾，难以通过单张标定板对多个相机覆盖的检测区域建立世界世界坐标系，无法实现多目相机与世界世界坐标系的变换；(4)标定板存在一定厚度，高精度测量系统通常采用远心镜头消除畸变，远心镜头景深小，标定板厚度造成标定时最佳测量距离平面与实际测量时最佳测量距离平面存在一定偏差，影响最终精度。

发明内容

为了解决如上技术问题，本发明之一在于提供一种多相机大尺寸视觉测量方法，结合三坐标测量机对多相机进行标定，获取高精度相机的位姿变换矩阵，提高标定精度，进而提高尺寸的测量精度。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

一种多相机大尺寸视觉测量方法，包括如下：

S1:安装好用于大尺寸测量的多个相机，其中各相机视野无重叠区域；

S2:利用三坐标测量机在标定白板上标记分别在各相机视野内的一组三坐标标记点，并记录各三坐标标记点的三坐标位置及顺序，所述标定白板的大小能够覆盖已安装好各相机的视野且位于所述三坐标测量机的量程范围内；

S3:所述相机采集所述标定白板上对应其视野内的三坐标标记点的图像，获取各三坐标标记点所在区域，并获取各所在区域的区域中心位置；

S4:利用所述视野内的三坐标标记点的三坐标位置及其对应的区域中心位置，计算所述相机的像素坐标系和三坐标测量机所在世界坐标系之间的位姿变换矩阵；