无靶标四目立体视觉系统全局标定方法与流程

技术特征：
1.一种无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，该方法包括：步骤s1，分别获取两个双目立体视觉系统视场内一维靶标上标记点的三维坐标，并利用角度传感器获得特定靶标图像拍摄时的角度间隔；步骤s2，根据一维靶标旋转运动形成的圆锥特性，分别对两个双目立体视觉系统采集的标记点进行圆锥拟合，计算圆锥轴线方向和圆锥顶点坐标；步骤s3，利用角度传感器获得的所述角度间隔，计算两个双目立体视觉系统在垂直圆锥轴线方向的角度偏差；步骤s4，根据两个锥面物理上属于同一个锥面的关系，把第二个双目立体视觉系统中的标记点三维坐标通过旋转平移变换，转换到第一个双目立体视觉系统坐标系下，完成全局标定。2.如权利要求1所述的无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，所述步骤s1包括：步骤s11，安装角度传感器，确定测量视场；步骤s12，设计标记点；步骤s13，标定高速摄像机，确定每组高速摄像机间立体视觉标定参数；步骤s14，间隔采集桨叶旋转运动图像；步骤s15，对桨叶旋转运动图像进行处理，提取圆心像素坐标，并利用步骤s13得到的立体视觉标定参数，计算四目立体视觉系统各子系统视场内的标记点三维坐标；步骤s16，对标记点三维信息进行预处理。3.如权利要求2所述的无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，所述步骤s12包括：所述标记点为对噪声不敏感的圆形标记点，所述标记点的大小和间距在能够满足定位精度的前提下尽可能小。4.如权利要求3所述的无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，所述步骤s16包括：首先将同一位置下相同标记点的坐标值按从小到大的顺序进行排序，剔除前20％和后20％，将剩余60％数据的平均值作为该标记点的坐标值。5.如权利要求4所述的无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，所述步骤s2包括：步骤s21，在第一个双目立体视觉系统内选取9个均匀分布的标记点，粗拟合圆锥求解锥面方程的9个参数，求得第一个双目立体视觉系统的圆锥轴线和圆锥顶点o
c1
的初始解；步骤s22，通过levenberg-marquardt优化算法，将第一个双目立体视觉系统内所有标记点带入目标函数，使得点到拟合锥面的距离之和最小，得到优化后的圆锥轴线和圆锥顶点o1；步骤s23，对第二个双目立体视觉系统采集的标记点进行圆锥拟合，根据步骤s21和步骤s22，同理得到圆锥轴线和圆锥顶点o2。6.如权利要求5所述的无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，步骤s21
包括：设圆锥轴线初始解圆锥顶点初始解o
c1
(x1,y1,z1)，其方程表示为：设圆锥母线方程为：联立公式(1)和公式(2)，得锥面方程：f1(x,,)＝0#(3)。7.如权利要求6所述的无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，所述的步骤s3包括：所述角度间隔记为第i号相位在第一个双目立体视觉系统坐标系中的方位角记为θ
i
，第j号相位在第二个双目立体视觉系统坐标系中的方位角记为θ
j
，两个双目立体视觉系统在垂直圆锥轴线方向的角度偏差记为则8.如权利要求7所述的无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，其特征在于，所述的步骤s4包括：步骤s41，把旋转至与平行，其旋转矩阵记为r1；步骤s42，把o2平移至与o1重合，其平移矩阵记为t；步骤s43，把第二个双目立体视觉系统坐标系绕第一个双目立体视觉系统的圆锥轴线旋转其旋转矩阵记为r2；步骤s44，综合上述步骤s41-s43，第二个双目立体视觉系统中任一标记点三维齐次坐标转换到第一个双目立体视觉系统坐标系的齐次坐标记为p
ij
′
：p
ij
′
＝r2[r1,]p
ij
。

技术总结
本发明涉及一种无靶标四目立体视觉系统全局标定方法，包括步骤：获取两个双目立体视觉系统视场内一维靶标上标记点的三维坐标，及获得特定靶标图像拍摄时的角度间隔；分别对两个双目立体视觉系统采集的标记点进行圆锥拟合，计算圆锥轴线方向和圆锥顶点坐标；利用角度传感器获得的所述角度间隔，计算两个双目立体视觉系统在垂直圆锥轴线方向的角度偏差；根据两个锥面物理上属于同一个锥面的关系，把第二个双目立体视觉系统中的标记点三维坐标通过旋转平移变换，转换到第一个双目立体视觉系统坐标系下，完成全局标定。本发明无需立体视觉系统间有公共视场，且操作方便，标定速度快，标定精度高，具有较强的实用性。具有较强的实用性。具有较强的实用性。


技术研发人员：李凌 辜嘉 李文超 宋凯旋 欧巧凤
受保护的技术使用者：苏州中科先进技术研究院有限公司
技术研发日：2022.12.15
技术公布日：2023/3/10