多鏡頭影像測(cè)量?jī)x測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及影像測(cè)量?jī)x領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種多鏡頭影像測(cè)量?jī)x測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]影像測(cè)量?jī)x又名精密影像式測(cè)繪儀，它克服了傳統(tǒng)投影儀的不足，是集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)于一體的新型高精度、高科技測(cè)量?jī)x器。由光學(xué)顯微鏡對(duì)待測(cè)工件體進(jìn)行高倍率光學(xué)放大成像，經(jīng)過(guò)CCD攝像系統(tǒng)將放大后的物體影像送入計(jì)算機(jī)后，能高效地檢測(cè)各種復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測(cè)與質(zhì)量控制。
[0003]由于鏡頭的限制，被測(cè)工件通常都不能完全顯示在鏡頭內(nèi)，在這種情況下，一般采用兩種方式對(duì)被測(cè)工件進(jìn)行測(cè)量:第一種是移動(dòng)工作臺(tái)或鏡頭使待測(cè)量位置在鏡頭中成像；第二種是安裝多個(gè)鏡頭，使待測(cè)量位置直接在各鏡頭中成像。這兩種方式均可對(duì)超出單個(gè)鏡頭視場(chǎng)的工件進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)對(duì)測(cè)量速度有較高要求時(shí)，一般優(yōu)先采用第二種方式，然而，對(duì)于第二種方式在使用前必須對(duì)多個(gè)鏡頭進(jìn)行標(biāo)定，目前還沒(méi)有一種簡(jiǎn)單而有效的標(biāo)定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種多鏡頭影像測(cè)量?jī)x測(cè)量方法，其可簡(jiǎn)單而有效地對(duì)各鏡頭進(jìn)行標(biāo)定。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:
一種多鏡頭影像測(cè)量?jī)x測(cè)量方法，包括有以下步驟:
(1)根據(jù)待測(cè)工件大小在影像測(cè)量?jī)x上固定安裝多個(gè)鏡頭；
(2)放置標(biāo)定板，使標(biāo)定板與工作臺(tái)基本平行；
(3)通過(guò)標(biāo)定板上的特征圖形，計(jì)算出每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系;
(4)指定每個(gè)鏡頭的參考點(diǎn)，確定鏡頭上的參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系；
(5)采集待測(cè)工件的圖像，根據(jù)每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系，將各鏡頭所采集的圖像的每個(gè)像素點(diǎn)映射到標(biāo)定板坐標(biāo)系下；
(6)在標(biāo)定板坐標(biāo)系下計(jì)算所需測(cè)量的像素點(diǎn)之間的空間關(guān)系。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
通過(guò)利用本發(fā)明方法是在測(cè)量?jī)x標(biāo)定期間，將各鏡頭所采集圖像的像素點(diǎn)映射到標(biāo)定板的坐標(biāo)系下，測(cè)量時(shí)在該虛擬的標(biāo)定板坐標(biāo)系下計(jì)算各被測(cè)像素點(diǎn)的空間關(guān)系，使得整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)無(wú)需計(jì)數(shù)光柵，也無(wú)需移動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且對(duì)需要標(biāo)定的鏡頭數(shù)量和規(guī)格不做限制，能夠很好的支持多鏡頭測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量作業(yè)，并且用戶可以根據(jù)待測(cè)工件被測(cè)部位的精度要求設(shè)置對(duì)應(yīng)規(guī)格要求的鏡頭，大小尺寸的鏡頭在有限的測(cè)量空間可以提供更多更符合用戶需求的組合搭配方案，為操作者帶來(lái)便利。
[0007]為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明之較佳實(shí)施例的操作流程圖；
圖2是本發(fā)明之較佳實(shí)施例參數(shù)獲取流程圖；
圖3是本發(fā)明之較佳實(shí)施例參數(shù)應(yīng)用流程圖；
圖4是本發(fā)明之較佳實(shí)施例多鏡頭標(biāo)定模型圖；
圖5是本發(fā)明之較佳實(shí)施例標(biāo)定單個(gè)鏡頭標(biāo)定示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明揭示一種多鏡頭影像測(cè)量?jī)x測(cè)量方法，包括有以下步驟:
(1)根據(jù)待測(cè)工件大小在影像測(cè)量?jī)x上安裝多個(gè)鏡頭，即如圖1所示，根據(jù)待測(cè)工件大小及測(cè)量點(diǎn)數(shù)量安裝固定有多個(gè)鏡頭，可以根據(jù)待測(cè)部位的測(cè)量精度需求選擇合適精度和尺寸的鏡頭。
[0010](2)放置標(biāo)定板，使標(biāo)定板與工作臺(tái)基本平行。
[0011](3)通過(guò)標(biāo)定板上的特征圖形，計(jì)算出每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系；即旋轉(zhuǎn)鏡頭和相機(jī)，使各個(gè)鏡頭的成像與工作臺(tái)基本平行，保持標(biāo)定板不動(dòng)，依次對(duì)各鏡頭進(jìn)行標(biāo)定。
[0012](4)指定每個(gè)鏡頭的參考點(diǎn)，確定鏡頭上的參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系。
[0013](5)采集待測(cè)工件的圖像，根據(jù)每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系，將各鏡頭所采集的圖像的每個(gè)像素點(diǎn)映射到標(biāo)定板坐標(biāo)系下；
具體參數(shù)的獲取流程是:如圖2所示，開(kāi)始后，放置好標(biāo)定板，保持標(biāo)定板不動(dòng)，接著，選擇待標(biāo)定相機(jī)，然后，從待標(biāo)定相機(jī)選取四個(gè)特征點(diǎn)，接著，通過(guò)特征標(biāo)記記錄特征點(diǎn)在標(biāo)定板上的坐標(biāo)P-Acture [4]，然后，對(duì)圖像進(jìn)行處理，求出特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)P_Pixel [4]，接著，根據(jù)特征點(diǎn)在標(biāo)定板上的坐標(biāo)P-Acture[4]和像素坐標(biāo)P-Pixel [4]計(jì)算出像素坐標(biāo)到標(biāo)定板坐標(biāo)的變換關(guān)系R，然后，在圖像中選擇一點(diǎn)作為參照點(diǎn)BasePoint，記錄參照點(diǎn)的像素坐標(biāo)和在標(biāo)定板下的坐標(biāo)，接著，記錄變化關(guān)系R和參照點(diǎn)BasePoint，完成當(dāng)前鏡頭的標(biāo)定，若所有鏡頭都已標(biāo)定，則結(jié)束，若還有鏡頭未標(biāo)定，則返回繼續(xù)選擇待標(biāo)定相機(jī)。
[0014]具體參數(shù)應(yīng)用的流程是:如圖3所示，開(kāi)始后，選擇待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)的圖像，接著，根據(jù)圖像對(duì)應(yīng)鏡頭的標(biāo)定信息R和BasePoint，將圖像上的點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到標(biāo)定板坐標(biāo)系下，若所有圖像下的點(diǎn)都已轉(zhuǎn)換，通過(guò)測(cè)量特征在標(biāo)定板坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，可計(jì)算出各鏡頭下測(cè)量特征的實(shí)際位置關(guān)系，然后結(jié)束，若還有圖像下的點(diǎn)未轉(zhuǎn)換，則返回繼續(xù)選擇待轉(zhuǎn)換坐標(biāo)的圖像，直至所有圖像下的點(diǎn)都已轉(zhuǎn)換。
[0015](6)在標(biāo)定板坐標(biāo)系下計(jì)算所需測(cè)量的像素點(diǎn)之間的空間關(guān)系。
[0016]為了更清晰的展示本發(fā)明的特征，下面以兩個(gè)鏡頭進(jìn)行標(biāo)定的實(shí)例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]首先，將標(biāo)定板G放置在工作臺(tái)上，使標(biāo)定板與工作臺(tái)基本保持水平，并且在兩個(gè)鏡頭下，均可看到標(biāo)定板上的特征圖形，標(biāo)定板上對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系記為0，如圖4所示，其中C1和C2是待標(biāo)定的兩個(gè)鏡頭。
[0018]標(biāo)定板的特征圖形通過(guò)鏡頭在相機(jī)成的像，在尺度上會(huì)有一個(gè)縮放，記這個(gè)變換為T(mén)1 ;另外相機(jī)和標(biāo)定板之間的夾角，成的像會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，記這個(gè)變換關(guān)系為T(mén)2 ;所以標(biāo)定板上的點(diǎn)經(jīng)過(guò)組合變換R=T1*T2與所成像上的一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)。
[0019]從鏡頭C1中提取四個(gè)特征點(diǎn)P1、P2、P3、P4，記錄特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)P以及特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)于校正板坐標(biāo)系下的坐標(biāo)P'，通過(guò)四組像素坐標(biāo)和校正板坐標(biāo)，計(jì)算出鏡頭C1中像素點(diǎn)到校正板坐標(biāo)系C下的變換關(guān)系R1，如圖5。
[0020]取鏡頭1的中心點(diǎn)作為參考點(diǎn)BasePointl，得到參考點(diǎn)的像素坐標(biāo)和在標(biāo)定板坐標(biāo)系0下的坐標(biāo)。
[0021]對(duì)鏡頭2執(zhí)行以上兩步，得到鏡頭2得變換關(guān)系R2和參考點(diǎn)BasePoint2
在測(cè)量時(shí)，可通過(guò)Rl、BasePointl將鏡頭1中的像素點(diǎn)轉(zhuǎn)換到標(biāo)定板坐標(biāo)系0下，通過(guò)R2、BasePoint2將鏡頭2中的像素點(diǎn)轉(zhuǎn)換到標(biāo)定板坐標(biāo)系0下。即完成了鏡頭1和鏡頭2坐標(biāo)之間的標(biāo)定。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多鏡頭影像測(cè)量?jī)x測(cè)量方法，其特征在于:包括有以下步驟: (1)根據(jù)待測(cè)工件大小在影像測(cè)量?jī)x上固定安裝多個(gè)鏡頭； (2)放置標(biāo)定板，使標(biāo)定板與工作臺(tái)基本平行； (3)通過(guò)標(biāo)定板上的特征圖形，計(jì)算出每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系; (4)指定每個(gè)鏡頭的參考點(diǎn)，確定鏡頭上的參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系； (5)采集待測(cè)工件的圖像，根據(jù)每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系，將各鏡頭所采集的圖像的每個(gè)像素點(diǎn)映射到標(biāo)定板坐標(biāo)系下； (6)在標(biāo)定板坐標(biāo)系下計(jì)算所需測(cè)量的像素點(diǎn)之間的空間關(guān)系。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種多鏡頭影像測(cè)量?jī)x測(cè)量方法，根據(jù)待測(cè)工件大小在影像測(cè)量?jī)x上安裝多個(gè)鏡頭；放置標(biāo)定板與工作臺(tái)基本平行；通過(guò)標(biāo)定板上的特征圖形，計(jì)算出每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率和旋轉(zhuǎn)角度；指定每個(gè)鏡頭的參考點(diǎn)，確定鏡頭上的參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系；采集待測(cè)工件的圖像，根據(jù)每個(gè)鏡頭與標(biāo)定板的縮放倍率、旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系以及參考點(diǎn)與標(biāo)定板之間的坐標(biāo)關(guān)系，將各鏡頭上每個(gè)像素點(diǎn)映射到標(biāo)定板坐標(biāo)系下，在標(biāo)定板的坐標(biāo)系下計(jì)算所測(cè)量的像素點(diǎn)之的空間關(guān)系；通過(guò)利用本發(fā)明方法，使得整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)無(wú)需計(jì)數(shù)光柵，也無(wú)需移動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且對(duì)需要標(biāo)定的鏡頭數(shù)量和規(guī)格不做限制，能夠很好的支持多鏡頭測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量作業(yè)，為操作者帶來(lái)便利。
【IPC分類】G01B11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105371759
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510668773
【發(fā)明人】黃偉, 鄔紗, 易三喜, 巫孟良
【申請(qǐng)人】東莞市微大軟件科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日