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一种光学靶标三维测量系统、方法、电子设备及存储介质

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-12 17:08:23

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-23 11:04:45
本申请提供一种光学靶标三维测量系统、方法、电子设备及存储介质,该系统包括:参考相机;测量相机;测量相机的光轴中心线与参考相机的光轴中心线相交;参考板,参考板固定于测量相机朝向参考相机的一面;参考相机通过捕捉参考板的变化姿态跟踪定位测量相机的变换位姿;运动机构,运动机构带动测量相机实现旋转、俯仰运动;光学靶标,光学靶标用于接触被测物体,通过测量相机捕捉光学靶标的信息。该方案通过“参考相机+测量相机”的视觉系统新结构,极大地增加了测量视野,可实现大尺寸目标的测量。
1.一种光学靶标三维测量系统,其特征在于,所述系统包括: 参考相机; 测量相机;所述测量相机的光轴中心线与所述参考相机的光轴中心线相交; 参考板,所述参考板固定于所述测量相机朝向所述参考相机的一面;所述参考相机通过捕捉所述参考板的变化姿态跟踪定位所述测量相机的变换位姿; 运动机构,所述运动机构带动所述测量相机实现旋转、俯仰运动; 光学靶标,所述光学靶标用于接触被测物体,通过所述测量相机捕捉所述光学靶标的信息。 2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述运动机构包括俯仰机构和旋转机构,所述俯仰机构为角位移平台,通过角位移实现所述测量相机的俯仰运动;所述旋转机构为水平旋转机构,实现所述测量相机的旋转运动。 3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述光学靶标包括靶体和测头,所述靶体表面设置有若干标记点。

便携式光学靶标三维测量技术由于具有便于携带、安装、操作、可以满足现场在线在位测量等优点,在机械制造、航空航天、工业检测和临床医学等领域均有广泛应用。如工业上大型异形工件内腔、外形等形位几何信息的检测,医学手术中关节脊柱等位置信息的跟踪定位等。

便携式光学标靶测量系统为一种接触式光学测量系统,一般包括视觉系统、光学靶标、计算机及相关软件。其中光学靶标表面含有若干标记点,底部固结接触式探针。在使用时,手持光学靶标并调整其位置,使得探针接触被测物体表面某待测测点的同时,表面标记点可被视觉系统观测捕捉;然后通过图像处理方法和视觉测量技术获取标记点三维坐标信息,进而推理计算出测点位置。其中,为了实现三维定位,视觉系统一般采用两个、或者多个摄像机组成。在这些系统中,视觉系统视野较为有限,且为了实现测量,光学靶标必须在2个或2个以上摄像机中完整成像,极大地限制了便携式光学靶标三维测量技术及设备在大型尺寸物体测量中的应用。

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由以上本说明书实施例提供的技术方案可见,该方案:

1)通过“参考相机+测量相机”的视觉系统新结构,极大地增加了测量视野,可实现大尺寸目标的测量;

2)受镜头畸变等因素影响,图像由中心向边缘,成像误差逐渐增大,通过本申请新的测量方式,测量中可实时调整测量相机姿态,使靶标尽量成像于图像中心位置,从而提高三维重建精度;

3)与双摄像机或多摄像机测量系统相比,本申请中光学靶标只需在一个相机中成像,降低了手持式靶标的摆放难度,使用中更加灵活。

技术合作

各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。