[发明专利]一种船舶外板水火加工过程中的型面数据采集方法

摘要

本发明涉及一种船舶外板水火加工过程中的型面数据采集方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、在待测外板上投射可变特征图案；B、利用双目相机进行2D图像采集；C、提取上述2D图像中的特征图案；D、计算特征图案中心像素坐标；E、对双目相机拍摄的两组图像中的特征图案中心进行立体匹配；F、通过三维重建计算特征图案中心的空间三维坐标；G、计算所有特征图案中心的空间三维坐标，获取外板点云数据。本发明与传统采集方法相比，速度快、精度高，且对船板加工表面颜色等特征的适应性强。

主权项

1.一种船舶外板水火加工过程中的型面数据采集方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、在待测外板上投射可变特征图案，使用投影设备在待测外板上投射覆盖全板面的两组图案相同、颜色不同的特征图案，且颜色为红色和绿色先后各一次；B、利用双目相机进行2D图像采集；C、提取上述2D图像中的特征图案，基于色差原理提取上述2D图像中的特征图案，假定图像上某一像素的颜色值为：第一第二幅图片上某一像素的颜色值分别为：则该像素为特征点的定义为：θ为设定的阈值，其中fn定义为：D、计算特征图案中心像素坐标，基于质心法计算上述特征图案中心像平面坐标：设特征图案任意像素坐标为Pix，Piy，则该特征图案中心像素坐标Pcx和标Pcy为：其中n为特征图案包含像素点的数目；E、对双目相机拍摄的两组图像中的特征图案中心进行立体匹配；F、通过三维重建计算特征图案中心的空间三维坐标，以两个CCD摄像机光轴的交点为原点，建立目标物坐标系x‑y‑z，其x轴与两CCD摄像头基线S1S2平行，S1S2＝d0，l0为x轴到基线S1S2的距离，OS1与x轴的夹角为α0，OS2与x轴的夹角为β0，其中‑π/2<α0<π/2，‑π/2<β0<π/2，若光斑上一点M处于xy平面内，且分别在摄像机上成像，其投影直线分别为MA、MB，A、B是投影直线与基线S1S2的交点，定义AB距离为d，在像平面u轴的截距分别为u1、u2，假设在光轴之左为正，在光轴之右为负，MA与x轴的夹角为α，MB与x轴的夹角为β，MA与光轴OS1的夹角为γ1，MB与光轴OS2的夹角为γ2，两个摄像头的焦距为f，由几何关系可得：从上式得到平面上任意点M的二维坐标当M不是处于xy平面时，设v为M点在像平面v轴截距，根据三角形相似原理可得式中：由此可以得到M点的三维坐标G、计算所有特征图案中心的空间三维坐标，获取外板点云数据。