[go: up one dir, main page]

CN113405532B - 基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统 - Google Patents

基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113405532B
CN113405532B CN202110604995.2A CN202110604995A CN113405532B CN 113405532 B CN113405532 B CN 113405532B CN 202110604995 A CN202110604995 A CN 202110604995A CN 113405532 B CN113405532 B CN 113405532B
Authority
CN
China
Prior art keywords
point
target
coordinate system
measured
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110604995.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113405532A (zh
Inventor
王建仑
曹金铎
卜一译
吕鹏
刘晓鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Agricultural University
Original Assignee
China Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Agricultural University filed Critical China Agricultural University
Priority to CN202110604995.2A priority Critical patent/CN113405532B/zh
Publication of CN113405532A publication Critical patent/CN113405532A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113405532B publication Critical patent/CN113405532B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/04—Interpretation of pictures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/97—Determining parameters from multiple pictures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10016—Video; Image sequence

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统，其方法包括：在世界坐标系中表达载体位于实际位时的主靶点矢量；求解交切距和主光轴旋转半径并确定焦距与交切距之间的拟合函数；在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点；对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值。本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统，在无需前方控制点的情况下，根据视觉系统结构参数建立世界坐标系，对待测点进行前方交会测量，在线性空间解析的基础上，创新了基于视觉系统结构参数进行前方交会空间点测量的方法，实现对待测点更精准的摄影测量。

Description

基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统
技术领域
本发明涉及数字摄影测量技术领域，尤其涉及一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统。
背景技术
随着机器视觉技术和AI技术在精细农业领域的应用需求的扩展，在农业以及其他行业的自动化智能化作业中，对高精度、无控制点测量的需求越来越高。
基于单目或多目摄像机的前方交会摄影测量一般需要控制点或其他传感器辅助测量。但是，一方面在农业或其他实际生活场景中通常没有条件进行理想的靶标设置，另一方面采用其他传感器辅助不但设备成本高，而且场景的环境条件也限制了视觉系统的应用场景和测量精度。综上，现有的前方交会测量方法在无控制点的情况下，难以准确的获得的待测点的位置。
发明内容
本发明提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统，用以解决现有技术中在无控制点的情况下，难以准确的获得的待测点的位置的缺陷，实现在无控制点的情况下基于视觉系统的结构参数更准确的获取待测点的位置。
本发明提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，包括：
根据靶标相对于像平面的姿态和视觉系统中载体的预设位，在世界坐标系中分别表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，所述载体位于实际位时的主靶点矢量为所述世界坐标系的原点到所述载体位于实际位时的主靶点的矢量；所述主靶点，指所述视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点；
基于所述视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、所述视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的所述载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定所述焦距与交切距之间的拟合函数；
利用所述视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对所述待测点在各所述目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在所述世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各所述待测像点矢量；其中，任意两张所述目标图像中，所述待测点相对于所述视觉系统的姿态和交会点矢量不同；所述视觉传感器，设置于所述载体上；所述交会点矢量，指所述载体的旋转中心到所述交会点的矢量；
基于通过所述拟合函数获得的交切距、所述视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、所述陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值；
其中，所述主光轴旋转半径，是基于主光轴进行切线共球交会变换确定的；所述待测点为预先确定的测量空间中的任意点；所述世界坐标系的原点位于所述载体的旋转中心，所述世界坐标系的各坐标轴的方向是根据所述陀螺装置位于初始位时各坐标轴的方向确定的。
本发明还提供一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量系统，包括：
坐标表达模块，用于根据所述视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，在世界坐标系中分别表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，所述载体位于实际位时的主靶点矢量为所述世界坐标系的原点到所述载体位于实际位时的主靶点的矢量；所述主靶点，指所述视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点；
函数确定模块，用于基于所述视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中所述载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定所述焦距与交切距之间的拟合函数；
误差校正模块，用于利用所述视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对所述待测点在各所述目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在所述世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各所述待测像点矢量；其中，任意两张所述目标图像中，所述待测点相对于所述视觉系统的姿态和交会点矢量不同；所述视觉传感器，设置于所述载体上；所述交会点矢量，指所述载体的旋转中心到所述交会点的矢量；
交会测量模块，用于基于所述拟合函数、所述视觉系统结构参数以及在所述世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值；其中，所述视觉系统包括一个或多个视觉传感器；
其中，所述主光轴旋转半径，是基于主光轴进行切线共球交会变换确定的；所述待测点为预先确定的测量空间中的任意点；所述世界坐标系的原点位于所述载体的旋转中心，所述世界坐标系的各坐标轴的方向是根据所述陀螺装置位于初始位时各坐标轴的方向确定的。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的步骤。
本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统，在无需前方控制点的情况下，通过根据视觉系统结构参数建立世界坐标系，对待测点进行前方交会测量，能在线性空间解析的基础上，创新了基于视觉系统(或同手眼系统)结构参数进行前方交会空间点测量的方法，实现对待测点更精准的摄影测量，实验证明，通过本发明的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法获得的待测点的坐标与真实坐标的误差为2.5％左右。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法中多靶标交会求取交切距的示意图；
图3是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法测量待测点的示意图；
图4是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的流程示意图之二；
图5是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量系统的结构示意图；
图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的流程示意图之一。下面结合图1描述本发明的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法。如图1所示，该方法包括：步骤101、根据视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，在世界坐标系中分别表达载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，载体位于实际位时的主靶点矢量为世界坐标系的原点到载体位于实际位时的主靶点的矢量；主靶点，指视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点。
需要说明的是，在进行本发明的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法之前，可以在预设的位置布设多个任意姿态的靶标。
对于任一靶标，将靶标的坐标系定义为待测点的坐标系之后，可以获得视觉系统中的视角传感器的像点与该靶标上的实际点的交会点。
该靶标上的实际点为该靶标除主靶点之外的所有其他点。
步骤102、基于视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定焦距与交切距之间的拟合函数。
步骤103、利用视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对待测点在各目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点；其中，任意两张目标图像中，待测点相对于视觉系统的姿态和交会点矢量不同；视觉传感器，设置于载体上；交会点矢量，指旋转中心到交会点的矢量。
需要说明的是，本发明实施例中的视觉传感器可以为摄像机。
步骤104、基于通过拟合函数获得的交切距、视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各待测像点，对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值。
其中，主光轴旋转半径，是基于主光轴进行切线共球交会变换确定的；主光轴和焦距是基于视觉传感器确定的；待测点为预先确定的测量空间中的任意点；世界坐标系的原点位于视觉系统的载体的旋转中心，世界坐标系的各坐标轴的方向是根据陀螺装置位于初始位时各坐标轴的方向确定的。
需要说明的是，载体可以为云台或机械臂。视觉传感器可以为相机等可以采集图像的设备。
在使用云台(或机械臂)作为相机的载体进行测量的过程中，分析其过程各矢量的作用，可以发现当焦距一定的时候，交会点矢量由主光轴的切点的法矢量(即旋转半径)和切点至交会点的矢量(交切距)唯一确定。因此云台(或机械臂)的旋转中心有条件作为世界坐标的原点。在这个世界坐标系基础上进行前方交会，就不需要靶标，但前提是交切距和主光轴旋转半径需要精确测量。
为此，通过几何代数变换，将光束交会代数变换为切线共球交会，可以获得球心坐标。通过对交会数据的研究，发现通过适当设置实验条件，可以直接求得视觉系统精确的结构参数，包括：交切距和主光轴旋转半径。
获得精确的交切距和主光轴旋转半径之后，就可以利用这两个结构参数建立世界坐标系，并在世界坐标系中表达交会点矢量和像点矢量进行前方交会。
本发明实施例通过根据视觉系统结构参数建立世界坐标系，对待测点进行前方交会测量，在线性空间解析的基础上，创新了基于视觉系统(或同手眼系统)结构参数进行前方交会空间点测量的方法，实现对待测点更精准的摄影测量，实验证明，通过本发明的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法获得的待测点的坐标与真实坐标的误差为2.5％左右。
基于上述各实施例的内容，根据靶标相对于像平面的姿态和视觉系统中载体的预设位，分别在世界坐标系中表达载体位于实际位时的主靶点矢量，具体包括：标定视觉传感器的焦距和主点坐标。
获取任意姿态的各靶标与像平面间的外方位元素
Figure GDA0003293987590000071
其中，m为靶标的标识，m＝1，2，3....；n为靶标的姿态的标识，n＝1，2，3....；每一靶标的位置是预先确定的，每一靶标的姿态是在载体位于实际位时通过后方交会或根据陀螺获取的。
需要说明的是，外方位元素可以包括六个，其中三个可以描述视觉系统交会点坐标；另外三个可以描述摄影光束空间姿态的角元素。
求取n姿态的标识为m的靶标的坐标系到世界坐标系间的旋转变换矩阵
Figure GDA0003293987590000081
Figure GDA0003293987590000082
其中，
Figure GDA0003293987590000083
表示n姿态的靶标的坐标系到视觉传感器的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure GDA0003293987590000084
表示视觉传感器的坐标系到载体的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure GDA0003293987590000085
表示n姿态的靶标对应的载体的坐标系到陀螺装置位于初始位时的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure GDA0003293987590000086
表示陀螺装置位于初始位时的坐标系到世界坐标系的旋转变换矩阵；其中，载体为云台或机械臂，载体搭载陀螺装置和视觉传感器；视觉传感器包括镜头；载体的预设位的坐标系与世界坐标一致；载体的实际位是根据陀螺装置的陀螺值确定的；陀螺装置位于初始位时的坐标系是根据陀螺装置内置导航模块确定的。
根据载体的预设位，获取载体的实际位的坐标系到载体的预设位的坐标系的旋转变换矩阵
Figure GDA0003293987590000087
Figure GDA0003293987590000088
其中，
Figure GDA0003293987590000089
表示n姿态的标识为m的靶标对应的载体的预设位到载体位于实际位时的主靶点的旋转变换矩阵；
Figure GDA00032939875900000810
为陀螺装置的初始位到陀螺装置的预设位的旋转变换矩阵；
Figure GDA00032939875900000811
表示标识为n姿态的靶标对应的陀螺装置的初始位到载体位于实际位时的主靶点的旋转变化矩阵；主靶点为视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点。
需要说明的是，可以基于载体位于实际位时的陀螺模块的输出值与
Figure GDA00032939875900000812
获取每一靶标的姿态。
图2是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法中多靶标交会求取交切距的示意图。如图2所示，An、An-1分别表示n姿态、n-1姿态的标识为m的靶标上的主靶点；An-i、An-j分别表示、n-i姿态和n-j姿态的标识为m-1的靶标上的主靶点；Otm表示标识为m的靶标的坐标系的原点，Xtm、Ytm和Ztm分别代表标识为m的靶标的坐标系的三个坐标轴的方向；Oi表示陀螺装置位于初始位的坐标系的原点，Xi、Yi和Zi分别表示导航模块的坐标系的三个坐标轴的方向；Ow表示载体的旋转中心，还可以表示世界坐标系的原点，Xw、Yw和Zw分别为世界坐标系的三个坐标轴的方向；Obn为载体位于实际位时的陀螺装置的坐标系原点，Xbn、Ybn和Zbn为载体位于实际位时的陀螺陀螺装置的坐标系的三个坐标轴方向。
Ocn为载体位于实际位时像平面坐标系的原点，Xcn、Ycn和Zcn分别为载体位于实际位时像平面坐标系三个坐标轴的方向；Pn-1、Pn、Pn-i和Pn-j分别为主光轴与主光轴旋转球的切点；Fn和Fn-1分别为n姿态和n-1姿态的标识为m的靶标上的任意点组与其像点组的后方交会点；Fn-i和Fn-j分别为n-i姿态和n-j姿态在标识为m-1的靶标上的任意点组与其像点组的后方交会点。
在载体位于预设位时，在世界坐标系中将世界坐标系的原点OW到主光轴与主光轴旋转球的切点Pp的矢量表示为
Figure GDA0003293987590000091
将世界坐标系的原点OW到切点Pp对应的交会点Fp的矢量表示为
Figure GDA0003293987590000092
其中，ρ0为主光轴旋转半径；dz为交切距；交切距为切点对应的交会点与切点之间的距离；主光轴旋转球是基于共球切线确定的。
需要说明的是，本发明的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法中共涉及两种交会：一是靶点与像点的传统后方交会，基于靶标与像点的传统后方交会，可以确定任意姿态的各靶标与像平面间的外方位元素
Figure GDA0003293987590000093
和姿态角；其中，AnFn表示交会点与对应的主靶点之间的距离；二是主光轴共球交会。利用上述外方位元素、结构参数和陀螺值，表达载体位于任意实际位时的交会点、切点和主靶点的矢量及其相关量，例如两个旋转变换矩阵(靶标的坐标系到世界坐标系的旋转变换矩阵
Figure GDA0003293987590000101
以及载体实际位坐标系与预设位坐标系间的旋转变换矩阵
Figure GDA0003293987590000102
)。
基于
Figure GDA0003293987590000103
和
Figure GDA00032939875900001017
在世界坐标系中，将世界坐标系的原点OW到载体位于预设位时的主靶点Ap的矢量表示为
Figure GDA0003293987590000104
对于标识为m的靶标，在世界坐标系中，从预设位时
Figure GDA0003293987590000105
Figure GDA0003293987590000106
到世界坐标系的原点OW到载体位于实际位时的主靶点Am的矢量
Figure GDA0003293987590000107
的旋转矩阵为：
Figure GDA0003293987590000108
将主靶点矢量
Figure GDA0003293987590000109
从初始位旋转至
Figure GDA00032939875900001010
Figure GDA00032939875900001011
作为靶标坐标系与世界坐标系间的平移矢量表达为：
Figure GDA00032939875900001012
其中：
Figure GDA00032939875900001013
和
Figure GDA00032939875900001014
表示
Figure GDA00032939875900001015
中的各项；Am为标识m的靶标的坐标系原点Otm；标识为m的靶标为某一姿态时主靶点Am对应的交会点Fm与主靶点Am位于同一主光轴上；其中，AmFm表示交会点Fm与对应的主靶点Am之间的距离；
Figure GDA00032939875900001016
表示世界坐标系与靶标坐标系间的平移量。
本发明实施例通过基于各坐标系之间的旋转变换矩阵，在世界坐标系中表达载体位于实际位时的主靶点的矢量，能在同一世界坐标系中表达各矢量，能为获取待测点在世界坐标系中的坐标提供数据基础，能提高摄影测量的一致性。
基于上述各实施例的内容，基于视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定焦距与交切距之间的拟合函数，具体包括：对于每一靶标，视觉传感器在任一目标焦距下，获取多张包括任意姿态的靶标的样本图像；其中，靶标的任意两张样本图像中，靶标相对于视觉传感器之间的距离和姿态均不同。
基于在各目标焦距获取的各靶标的样本图像，分别获取各目标焦距对应的各交切距dz的解，具体包括：对于标识为m的靶标，基于任一目标焦距下获取的n姿态的样本图像以获取该姿态坐标系相对于世界坐标系的转换矩阵
Figure GDA0003293987590000111
获取载体位于实际位时该n姿态的靶标上的主靶点An在靶标坐标系中的坐标
Figure GDA0003293987590000112
基于主靶点An在标识为m的靶标的坐标系中坐标
Figure GDA0003293987590000113
在世界坐标系中表达主靶点An的坐标
Figure GDA0003293987590000114
Figure GDA0003293987590000115
对于标识为m的靶标，基于该目标焦距下获取的包括标识为n姿态的靶标的各样本图像，可以获取载体位于实际位时主光轴与主光轴旋转球的切点对应的交会点Fn在靶标坐标系中的坐标
Figure GDA0003293987590000121
其中，交会点Fn与主靶点An对应，位于同一主光轴上。
基于交会点Fn在标识为m的靶标的坐标系中的的坐标
Figure GDA0003293987590000122
在世界坐标系中表达交会点Fn的坐标
Figure GDA0003293987590000123
Figure GDA0003293987590000124
基于目标焦距下获取的n姿态标识为m的靶标的样本图像，在世界坐标系表达主靶点An和交会点Fn对应的主光轴与主光轴旋转球的切点
Figure GDA0003293987590000125
Figure GDA0003293987590000126
其中，主靶点An、交会点Fn和切点Pn均位于同一主光轴上。
对于n姿态标识为m的靶标，基于主靶点An在世界坐标系中的的坐标
Figure GDA0003293987590000127
交会点Fn在世界坐标系中的坐标
Figure GDA0003293987590000128
和切点Pn的坐标
Figure GDA0003293987590000129
获得切线三点共线方程：
Figure GDA00032939875900001210
其中，λ表示常数。
将基于主光轴的旋转半径ρ0和交切距dz表达的主靶点An的坐标、交会点Fn的坐标和切点Pn的坐标代入切线三点共线方程，解得：
Figure GDA0003293987590000131
其中，
Figure GDA0003293987590000132
Figure GDA0003293987590000133
对解得的
Figure GDA0003293987590000134
进行泰勒展开，保留一次项，得到：
Figure GDA0003293987590000141
其中，
Figure GDA0003293987590000142
其中，
Figure GDA0003293987590000143
Figure GDA0003293987590000144
其中，
Figure GDA0003293987590000145
Figure GDA0003293987590000151
Figure GDA0003293987590000152
Figure GDA0003293987590000153
其中，
Figure GDA0003293987590000154
和
Figure GDA0003293987590000155
表示
Figure GDA0003293987590000156
矩阵的各项。
将误差方程表示为：
Figure GDA0003293987590000157
其中，常数项矢量为
Figure GDA0003293987590000158
系数列矩阵为
Figure GDA0003293987590000161
解得第n次迭代改正数为Xn＝(Λn TΛn)-1Λn TLn。
根据Xn＝[d(dz)，dρ0]T，迭代运算得到该目标焦距对应的交切距dz的解。
需要说明的是，求取交切距dz和主光轴旋转半径ρ0的方法不限于上述一种，其他解法亦可应用于本发明中。
获取各目标焦距对应的各交切距dz的解之后，基于每一目标焦距与目标焦距对应的交切距dz的解，获得焦距f与交切距dz的拟合函数。
需要说明的是，可以建立焦距f与交切距dz的插值映射矩阵或拟合函数dz(f)。焦距f与交切距dz具体的拟合方法在本发明实施例中不作具体限定。
需要说明的是，本发明直接利用视觉系统的两个结构参数作为变量表达主靶点矢量，并引入陀螺值共同表达载体位于某一设定的任意实际位时的主靶点矢量，并将其作为转换至世界坐标系的平移矢量的表达参数。然后切线共球交会获得结构参数交切距dz和主光轴旋转半径ρ0。而现有技术通过前方主靶点、第一次后方交会点和切点坐标直接交会获得旋转中心坐标，然后再求得旋转半径。未引入陀螺值进行测量。
本发明实施例通过获取焦距与交切距的拟合函数，能在对预先确定的测量空间中的任意待测点进行前方交会测量时，基于视觉传感器的焦距和已获取的焦距与交切距的拟合函数，快速确定交切距，并基于像点、交切距和主光轴旋转半径更准确、更快速的获取待测点在世界坐标系中的坐标。
基于上述实施例的内容，利用视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对待测点在各目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点，具体包括：利用视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像。
基于各目标图像，确定待测点在每一目标图像中对应的待测像点在视觉传感器坐标系中的像坐标
Figure GDA0003293987590000171
利用预先获取的像方垂轴校正数据W＝[Wx，Wy]T校正待测像点的像坐标
Figure GDA0003293987590000172
获得视觉传感器坐标系中每一待测像点像方垂轴校正后的第一坐标
Figure GDA0003293987590000173
利用轴向校正数据a校正每一待测像点坐标
Figure GDA0003293987590000174
获得视觉传感器坐标系中每一待测像点校正后的第二坐标
Figure GDA0003293987590000175
将世界坐标系的原点到像平面坐标系原点的预设位矢量在世界坐标系中表达为[0，ρ0，-f-dz]T之后，将视觉传感器坐标系中的第一坐标
Figure GDA0003293987590000176
和第二坐标
Figure GDA0003293987590000177
转换至世界坐标系中，得到待测点对应的各待测像点在世界坐标系中的第三坐标
Figure GDA0003293987590000178
和第四坐标
Figure GDA0003293987590000179
Figure GDA00032939875900001710
Figure GDA00032939875900001711
本发明实施例通过对待测像点进行立体场误差校正并转换至世界坐标系，能进一步提升获取到的待测点在世界坐标系中的坐标的准确率。
基于上述实施例的内容，基于拟合函数、视觉系统结构参数以及在世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各待测像点，对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值，具体包括：对视觉传感器进行焦距标定，确定视觉传感器的焦距f。
基于预先确定的焦距f与交切距dz的拟合函数，确定焦距f对应的交切距dz。
基于载体位于预设位时，世界坐标系的原点OW到交会点Fp的矢量
Figure GDA0003293987590000181
将载体位于实际位时，世界坐标系的原点OW到待测点对应的交会点
Figure GDA0003293987590000182
的矢量表达为：
Figure GDA0003293987590000183
其中，
Figure GDA0003293987590000184
为载体的预设位到载体位于实际位的旋转变换矩阵。
图3是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法测量待测点的示意图，如图3所示，基于待测点Bn在世界坐标系中的坐标
Figure GDA0003293987590000185
待测点Bn对应的各待测像点在世界坐标系中的第三坐标
Figure GDA0003293987590000186
和待测点Bn对应的交会点Fn，获得三点共线方程：
Figure GDA0003293987590000187
解得：
Figure GDA0003293987590000188
进行泰勒展开，得到：
Figure GDA0003293987590000189
其中，
Figure GDA0003293987590000191
将误差方程表达为：
Figure GDA0003293987590000192
其中，常数项
Figure GDA0003293987590000193
系数列矩阵
Figure GDA0003293987590000194
解得第n次迭代改正数为：χn＝(Λn TΛn)-1Λn TLn。
根据第n次迭代改正数χn，迭代运行得到第三坐标对应的待测点Bn的第一解
Figure GDA0003293987590000195
基于待测点Bn、待测点Bn对应的各待测像点在世界坐标系中的第四坐标
Figure GDA0003293987590000196
和待测点Bn对应的交会点Fn，基于上述方法，得到第四坐标对应的待测点Bn的第二解
Figure GDA0003293987590000197
根据第一解
Figure GDA0003293987590000198
和第二解
Figure GDA0003293987590000199
确定待测点Bn在世界坐标系中的坐标值为
Figure GDA0003293987590000201
本发明实施例通过基于已获取的焦距与交切距的拟合函数以及各矢量在世界坐标系中的表达，进行多像片光束平差前方交会测量任意待测点，并得到待测点在世界坐标系中的坐标，能在无前方控制点的情况下，基于视觉系统结构参数更准确、更高效的对待测点进行摄影测量。
基于上述各实施例的内容，视觉系统包括两个或两个以上视觉传感器。
相应地，利用视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像，具体包括：利用各视觉传感器同步获取多张包括待测点的目标图像，并将各视觉传感器获得的各目标图像的图像数据进行同步平行处理。
本发明实施例，通过多个视觉传感器可以获取更多的数据，从而能基于更多的数据更准确的获取待测点在世界坐标系中的坐标。
基于上述各实施例的内容，视觉系统包括两个或两个以上视觉传感器；检测点可为动态点。
相应地，对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值之后，还包括：基于每一视觉传感器独立确定的待测点在世界坐标系中的坐标，结合其他视觉传感器获得的世界坐标，可进一步获得待测点的运动矢量。
具体地，对于视觉系统中的每一视觉传感器，该视觉传感器可以独立获取多张包括待测点的目标图像。
基于每一视觉传感器获取的各目标图像，可以独立确定一个待测点在世界坐标系中的坐标。
基于每一视觉传感器独立确定的待测点在世界坐标系中的测量的差分，可以获得待测点的运动矢量。
本发明实施例通过多个视觉传感器对动态的待测点进行独立测量，能获取动态的待测点的运动矢量。
图4是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的流程示意图之二。如图4所示，开始基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法之后，首先根据靶标相对于像平面的姿态和视觉系统中载体的预设位，在世界坐标系中分别表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量。
需要获取：视觉传感器的内参数；任意姿态的各靶标与像平面直角的外方位元素；靶标的坐标系到世界坐标系的旋转变换矩阵；载体位于实际位时的坐标系到位于预设位时的坐标系的旋转变换矩阵。
用旋转变换矩阵和结构参数在世界坐标系中表达载体位于实际位时的主靶点矢量。
其次，多靶标共线方程交会，精确求取交切距和主光轴旋转半径。具体包括：将任意姿态的各靶标的样本图像的像主点对应的前方主靶点矢量由靶标的坐标系准换为世界坐标系；多靶标姿态分别建立共线方程共球交会，精确求取交切距和主光轴旋转半径；分别计算不同焦距下的交切距，拟合建立焦距与交切距的插值映射矩阵和拟合函数。
再次，像点立体场误差校正并转换为世界坐标。具体包括：利用像方垂轴校正数据和轴向校正数据分别校正目标图像中待测点生成的两个待测像点矢量；将上述两个待测像点矢量转换到云台坐标系。
最后，对于测量空间中的任意待测量进行前方交会测量。具体包括：对量测所用的视觉传感器进行焦距标定，从焦距与交切距的拟合函数中获取该焦距下的交切距和主光轴旋转半径；利用已知的视觉系统结构参数，在世界坐标系中表达载体位于预设位时的交会点；基于实际位和预设位，表达每一实际位交会点和像点的世界坐标；基于待测点、对应的交会点和像点获得共线条件方程；获得待测点在世界坐标系中的坐标。
图5是本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量系统的结构示意图。下面结合图5对本发明提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量系统进行描述，下文描述的基于视觉系统结构参数的前方交会测量系统与上文描述的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法可相互对应参照。如图5所示，该装置包括：坐标表达模块501、函数确定模块502、误差校正模块503和交会测量模块504。
坐标表达模块501，用于根据视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，在世界坐标系中分别表达载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，载体位于实际位时的主靶点矢量为世界坐标系的原点到载体位于实际位时的主靶点的矢量；主靶点，指视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标平面上的投影点；
函数确定模块502，用于基于视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定焦距与交切距之间的拟合函数。
误差校正模块503，用于利用视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对待测点在各目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点；其中，任意两张目标图像中，待测点相对于视觉系统的姿态和交会点矢量不同；视觉传感器，设置于载体上；交会点矢量，指载体的旋转中心到交会点的矢量。
交会测量模块504，用于基于通过拟合函数获得的交切距、视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各待测像点，对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值。
其中，主光轴旋转半径，是基于主光轴进行切线共球交会变换确定的；待测点为预先确定的测量空间中的任意点；世界坐标系的原点位于视觉系统的载体的旋转中心，世界坐标系的各坐标轴的方向是根据陀螺装置位于初始位时各坐标轴的方向确定的。
本发明实施例通过根据视觉系统结构参数建立世界坐标系，对待测点进行前方交会测量，在线性空间解析的基础上，创新了基于视觉系统(或同手眼系统)结构参数进行前方交会空间点测量的方法，实现对待测点的无标、更精准的摄影测量，实验证明，通过本发明的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法获得的待测点的坐标与真实坐标的误差为2.5％左右。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，该方法包括：根据视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，在世界坐标系中分别表达载体位于实际位时的主靶点矢量；基于视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定焦距与交切距之间的拟合函数；利用视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对待测点在各目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点；基于通过拟合函数获得的交切距、视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各待测像点，对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，该方法包括：根据视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，在世界坐标系中分别表达载体位于实际位时的主靶点矢量；基于视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定焦距与交切距之间的拟合函数；利用视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对待测点在各目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点；基于通过拟合函数获得的交切距、视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各待测像点，对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，该方法包括：根据视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，在世界坐标系中分别表达载体位于实际位时的主靶点矢量；基于视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的载体位于实际位时的主靶点矢量，确定焦距与交切距之间的拟合函数；利用视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对待测点在各目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各待测像点；求解交切距和主光轴旋转半径，并基于通过拟合函数获得的交切距、视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、陀螺装置的陀螺值以及在世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各待测像点，对待测点进行前方交会测量，获得待测点在世界坐标系中的坐标值。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，其特征在于，包括：
根据靶标相对于像平面的姿态和视觉系统中载体的预设位，在世界坐标系中分别表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，所述载体位于实际位时的主靶点矢量为所述世界坐标系的原点到所述载体位于实际位时的主靶点的矢量；所述主靶点，指所述视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点；
基于所述视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、所述视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的所述载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定所述焦距与交切距之间的拟合函数；
利用所述视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对所述待测点在各所述目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在所述世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各所述待测像点矢量；其中，任意两张所述目标图像中，所述待测点相对于所述视觉系统的姿态和交会点矢量不同；所述视觉传感器，设置于所述载体上；所述交会点矢量，指所述载体的旋转中心到所述交会点的矢量；
基于通过所述拟合函数获得的交切距、所述视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、所述陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值；
其中，所述主光轴旋转半径，是基于主光轴进行切线共球交会变换确定的；所述待测点为预先确定的测量空间中的任意点；所述世界坐标系的原点位于所述载体的旋转中心，所述世界坐标系的各坐标轴的方向是根据所述陀螺装置位于初始位时各坐标轴的方向确定的；
所述根据靶标相对于像平面的姿态和所述视觉系统中载体的预设位，分别在世界坐标系中表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量，具体包括：
标定所述视觉系统的焦距和主点坐标；
获取任意姿态的各所述靶标与像平面间的外方位元素
Figure FDA0003497241120000021
其中，m为所述靶标的标识，m＝1,2,3....；n为所述靶标的姿态的标识，n＝1,2,3....；每一所述靶标的位置是预先确定的，每一所述靶标的姿态是在所述载体位于实际位时通过后方交会或根据陀螺模块获取的；
求取n姿态标识为m的靶标的坐标系到所述世界坐标系间的旋转变换矩阵
Figure FDA0003497241120000022
Figure FDA0003497241120000023
其中，
Figure FDA0003497241120000024
表示n姿态的靶标的坐标系到所述视觉传感器的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000025
表示所述视觉传感器的坐标系到所述载体实际位的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000026
表示n姿态靶标对应的所述载体实际位的坐标系到所述陀螺装置位于初始位时的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000027
表示所述陀螺装置位于初始位时的坐标系到所述世界坐标系的旋转变换矩阵；其中，所述载体为云台或机械臂，所述载体搭载所述陀螺装置和所述视觉传感器；所述视觉传感器包括镜头；所述载体位于预设位时的坐标系与世界坐标一致；所述载体的实际位是根据所述陀螺装置的陀螺值确定的；所述陀螺装置位于初始位时的坐标系是根据所述陀螺装置内置导航模块确定的；
根据所述载体的预设位，获取标识为n姿态的靶标对应的所述载体的预设位到所述载体位于实际位时的旋转变换矩阵
Figure FDA0003497241120000028
Figure FDA0003497241120000031
其中，
Figure FDA0003497241120000032
表示n姿态标识为m的靶标对应的载体的预设位到所述载体位于实际位时的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000033
表示所述陀螺装置的初始位到所述载体的预设位的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000034
表示标识为n姿态的靶标对应的所述陀螺装置的初始位到所述载体位于实际位时的主靶点的旋转变化矩阵；
在所述载体位于预设位时，在所述世界坐标系中将所述世界坐标系的原点OW到所述主光轴与主光轴旋转球的切点Pp的矢量表示为
Figure FDA0003497241120000035
将所述世界坐标系的原点OW到所述切点Pp对应的交会点Fp的矢量表示为
Figure FDA0003497241120000036
其中，ρ0为所述主光轴旋转半径；dz为交切距；所述交切距为所述切点对应的交会点与所述切点之间的距离；所述主光轴旋转球是基于所述切线共球交会确定的；
基于所述
Figure FDA0003497241120000037
和所述
Figure FDA0003497241120000038
在所述世界坐标轴中，将所述世界坐标系的原点OW到所述载体位于预设位时的主靶点Ap的矢量表示为
Figure FDA0003497241120000039
对于标识为m的靶标，在所述世界坐标系中，从预设位的
Figure FDA00034972411200000310
到所述世界坐标系的原点OW到所述载体位于实际位时的主靶点Am的矢量
Figure FDA00034972411200000311
的旋转矩阵为：
Figure FDA00034972411200000312
将主靶点矢量
Figure FDA00034972411200000313
从初始位旋转至
Figure FDA00034972411200000314
Figure FDA00034972411200000315
作为靶标坐标系与世界坐标系间的平移矢量表达为：
Figure FDA0003497241120000041
其中：
Figure FDA0003497241120000042
和
Figure FDA0003497241120000043
表示
Figure FDA0003497241120000044
中的各项；Am为靶标m的坐标系原点Otm；所述标识为m的靶标为某一姿态时主靶点Am对应的交会点Fm与所述主靶点Am位于同一所述主光轴上；其中，AmFm表示交会点Fm与对应的主靶点Am之间的距离；
Figure FDA0003497241120000045
表示世界坐标系与靶标坐标系间的平移量；
所述基于所述视觉系统结构参数中焦距、交会点和外方位元素、所述视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的所述载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定所述焦距与交切距之间的拟合函数，具体包括：
对于每一靶标，所述视觉传感器在任一目标焦距下，获取多张包括任意姿态的所述靶标的样本图像；其中，所述靶标的任意两张所述样本图像中，所述靶标相对于所述视觉传感器之间的距离和姿态均不同；
基于在各所述目标焦距获取的各所述靶标各所述姿态的样本图像，分别获取各所述目标焦距对应的各所述交切距dz的解，具体包括：
对于标识为m的靶标，基于任一目标焦距下获取的n姿态的所述样本图像；获取所述载体位于实际位时的n姿态的靶标上的主靶点An在所述标识为m的靶标的坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000046
基于所述主靶点An在所述标识为m的靶标的坐标系中坐标
Figure FDA0003497241120000047
在所述世界坐标系中表达所述主靶点An的坐标
Figure FDA0003497241120000048
Figure FDA0003497241120000051
基于所述目标焦距下获取的包括所述n姿态标识为m的靶标的各所述样本图像，获取所述载体位于实际位时所述主光轴与所述主光轴旋转球的切点对应的交会点Fn在所述靶标的坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000052
基于交会点Fn在所述的靶标的坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000053
在所述世界坐标系中表达所述交会点Fn的坐标
Figure FDA0003497241120000054
Figure FDA0003497241120000055
基于所述目标焦距下获取的n姿态的靶标的所述样本图像，在所述世界坐标系表达所述主靶点An和所述交会点Fn对应的所述主光轴与所述主光轴旋转球的切点
Figure FDA0003497241120000056
Figure FDA0003497241120000057
其中，所述主靶点An、所述交会点Fn和所述切点Pn均位于同一所述主光轴上；
对于n姿态标识为m的靶标，基于所述主靶点An在所述世界坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000061
所述交会点Fn在所述世界坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000062
和所述切点Pn的坐标
Figure FDA0003497241120000063
获得切线三点共线方程：
Figure FDA0003497241120000064
其中，λ表示常数；
将基于所述主光轴的旋转半径ρ0和所述交切距dz表达的所述主靶点An的坐标、所述交会点Fn的坐标和所述切点Pn的坐标代入所述切线三点共线方程，解得：
Figure FDA0003497241120000065
其中，
Figure FDA0003497241120000066
Figure FDA0003497241120000071
对解得的
Figure FDA0003497241120000072
进行泰勒展开，保留一次项，得到：
Figure FDA0003497241120000073
其中，
Figure FDA0003497241120000074
其中，
Figure FDA0003497241120000075
Figure FDA0003497241120000081
其中
Figure FDA0003497241120000082
Figure FDA0003497241120000083
Figure FDA0003497241120000084
Figure FDA0003497241120000091
其中，
Figure FDA0003497241120000092
和
Figure FDA0003497241120000093
表示
Figure FDA0003497241120000094
矩阵的各项；
将误差方程表示为：
Figure FDA0003497241120000095
其中，常数项矢量为
Figure FDA0003497241120000096
系数列矩阵为
Figure FDA0003497241120000097
解得第n次迭代改正数为Xn＝(Λn TΛn)-1Λn TLn；
根据所述误差方程的改正数项拆解Xn＝[d(dz)，dρ0]T，迭代运算得到所述目标焦距对应的交切距dz和主光轴旋转半径ρ0的解；
获取各所述目标焦距对应的各所述交切距dz的解之后，基于每一所述目标焦距与所述目标焦距对应的所述交切距dz的解，获得所述焦距f与所述交切距dz的拟合函数；
所述利用所述视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对所述待测点在各所述目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在所述世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，具体包括：
利用视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像；
基于各所述目标图像，确定所述待测点在每一所述目标图像中对应的像点在所述视觉传感器坐标系中的像坐标
Figure FDA0003497241120000101
利用预先获取的像方垂轴校正数据W＝[Wx，Wy]T校正所述待测像点的像坐标
Figure FDA0003497241120000102
获得所述视觉传感器坐标系中每一所述待测像点像方垂轴校正后的第一坐标
Figure FDA0003497241120000103
利用轴向校正数据a校正每一所述待测像点坐标
Figure FDA0003497241120000104
获得所述视觉传感器坐标系中每一所述待测像点校正后的第二坐标
Figure FDA0003497241120000105
将所述世界坐标系的原点到像平面坐标系原点的预设位矢量在所述世界坐标系中表达为[O，ρ0，-f-dz]T之后，将所述视觉传感器坐标系中的所述第一坐标
Figure FDA0003497241120000106
和所述第二坐标
Figure FDA0003497241120000107
转换至所述世界坐标系中，得到所述待测点对应的各所述待测像点在所述世界坐标系中的第三坐标
Figure FDA0003497241120000108
和第四坐标
Figure FDA0003497241120000109
Figure FDA00034972411200001010
Figure FDA00034972411200001011
所述基于所述拟合函数、所述视觉系统结构参数以及在所述世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值，具体包括：
对所述视觉传感器进行焦距标定，确定所述视觉传感器的所述焦距f；
基于预先确定的所述焦距f与所述交切距dz的拟合函数，确定所述焦距f对应的所述交切距dz；
基于所述载体位于预设位时，所述世界坐标系的原点OW到所述交会点Fp的矢量
Figure FDA0003497241120000111
将所述载体位于实际位时，所述世界坐标系的原点OW到所述待测点对应的交会点
Figure FDA0003497241120000112
的矢量表达为：
Figure FDA0003497241120000113
其中，
Figure FDA0003497241120000114
为所述载体的预设位到所述载体位于实际位时的主靶点的旋转变换矩阵；
基于所述待测点Bn在所述世界坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000115
待测点Bn对应的各待测像点在所述世界坐标系中的第三坐标
Figure FDA0003497241120000116
和所述待测点Bn对应的交会点Fn，获得三点共线方程：
Figure FDA0003497241120000117
解得：
Figure FDA0003497241120000118
进行泰勒展开，得到：
Figure FDA0003497241120000119
其中，
Figure FDA0003497241120000121
将误差方程表达为：
Figure FDA0003497241120000122
其中，常数项
Figure FDA0003497241120000123
系数列矩阵
Figure FDA0003497241120000124
解得第n次迭代改正数为：χn＝(Λn TΛn)-1Λn TLn；
根据第n次迭代改正数χn，迭代运行得到所述第三坐标对应的待测点Bn的第一解
Figure FDA0003497241120000125
基于所述待测点Bn、待测点Bn对应的各待测像点在所述世界坐标系中的所述第四坐标
Figure FDA0003497241120000126
和所述待测点Bn对应的交会点Fn，基于上述方法，得到所述第四坐标对应的待测点Bn的第二解
Figure FDA0003497241120000127
根据所述第一解
Figure FDA0003497241120000128
和所述第二解
Figure FDA0003497241120000129
确定所述待测点Bn在所述世界坐标系中的坐标值为
Figure FDA0003497241120000131
2.根据权利要求1所述的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，其特征在于，所述视觉系统包括两个或两个以上所述视觉传感器；
相应地，所述利用所述视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像，具体包括：
利用各所述视觉传感器同步获取多张包括所述待测点的目标图像，并将各所述视觉传感器获得的各所述目标图像的图像数据进行同步平行处理。
3.根据权利要求1所述的基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法，其特征在于，所述视觉系统包括两个或两个以上所述视觉传感器；所述待测点为动态点；
相应地，所述对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值之后，还包括：
基于每一所述视觉传感器独立确定的所述待测点在所述世界坐标系中的坐标，获得所述待测点的运动矢量。
4.一种基于视觉系统结构参数的前方交会测量系统，其特征在于，包括：
坐标表达模块，用于根据所述视觉系统中靶标相对于像平面的姿态和载体的预设位，分别在世界坐标系中表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量；其中，所述载体位于实际位时的主靶点矢量为所述世界坐标系的原点到所述载体位于实际位时的主靶点的矢量；所述主靶点，指所述视觉系统中的视觉传感器的主点通过主光轴在靶标上的投影点；
函数确定模块，用于基于所述视觉系统结构参数中的焦距、交会点和外方位元素、所述视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中所述载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定所述焦距与交切距之间的拟合函数；
误差校正模块，用于利用所述视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对所述待测点在各所述目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在所述世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各所述待测像点矢量；其中，任意两张所述目标图像中，所述待测点相对于所述视觉系统的姿态和交会点矢量不同；所述视觉传感器，设置于所述载体上；所述交会点矢量，指所述载体的旋转中心到所述交会点的矢量；
交会测量模块，用于基于通过所述拟合函数获得的交切距、所述视觉系统结构参数中的主光轴旋转半径、所述陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值；
其中，所述主光轴旋转半径，是基于主光轴进行切线共球交会变换确定的；所述待测点为预先确定的测量空间中的任意点；所述世界坐标系的原点位于所述载体的旋转中心，所述世界坐标系的各坐标轴的方向是根据所述陀螺装置位于初始位时各坐标轴的方向确定的；所述视觉系统包括一个或多个视觉传感器；
所述根据靶标相对于像平面的姿态和所述视觉系统中载体的预设位，分别在世界坐标系中表达所述载体位于实际位时的主靶点矢量，具体包括：
标定所述视觉系统的焦距和主点坐标；
获取任意姿态的各所述靶标与像平面间的外方位元素
Figure FDA0003497241120000141
其中，m为所述靶标的标识，m＝1,2,3....；n为所述靶标的姿态的标识，n＝1,2,3....；每一所述靶标的位置是预先确定的，每一所述靶标的姿态是在所述载体位于实际位时通过后方交会或根据陀螺模块获取的；
求取n姿态标识为m的靶标的坐标系到所述世界坐标系间的旋转变换矩阵
Figure FDA0003497241120000151
Figure FDA0003497241120000152
其中，
Figure FDA0003497241120000153
表示n姿态的靶标的坐标系到所述视觉传感器的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000154
表示所述视觉传感器的坐标系到所述载体实际位的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000155
表示n姿态靶标对应的所述载体实际位的坐标系到所述陀螺装置位于初始位时的坐标系的旋转变换矩阵；
Figure FDA0003497241120000156
表示所述陀螺装置位于初始位时的坐标系到所述世界坐标系的旋转变换矩阵；其中，所述载体为云台或机械臂，所述载体搭载所述陀螺装置和所述视觉传感器；所述视觉传感器包括镜头；所述载体位于预设位时的坐标系与世界坐标一致；所述载体的实际位是根据所述陀螺装置的陀螺值确定的；所述陀螺装置位于初始位时的坐标系是根据所述陀螺装置内置导航模块确定的；
根据所述载体的预设位，获取标识为n姿态的靶标对应的所述载体的预设位到所述载体位于实际位时的旋转变换矩阵
Figure FDA0003497241120000157
Figure FDA0003497241120000158
其中，
Figure FDA0003497241120000159
表示n姿态标识为m的靶标对应的载体的预设位到所述载体位于实际位时的旋转变换矩阵；
Figure FDA00034972411200001510
表示所述陀螺装置的初始位到所述载体的预设位的旋转变换矩阵；
Figure FDA00034972411200001511
表示标识为n姿态的靶标对应的所述陀螺装置的初始位到所述载体位于实际位时的主靶点的旋转变化矩阵；
在所述载体位于预设位时，在所述世界坐标系中将所述世界坐标系的原点OW到所述主光轴与主光轴旋转球的切点Pp的矢量表示为
Figure FDA0003497241120000161
将所述世界坐标系的原点OW到所述切点Pp对应的交会点Fp的矢量表示为
Figure FDA0003497241120000162
其中，ρ0为所述主光轴旋转半径；dz为交切距；所述交切距为所述切点对应的交会点与所述切点之间的距离；所述主光轴旋转球是基于所述切线共球交会确定的；
基于所述
Figure FDA0003497241120000163
和所述
Figure FDA0003497241120000164
在所述世界坐标轴中，将所述世界坐标系的原点OW到所述载体位于预设位时的主靶点Ap的矢量表示为
Figure FDA0003497241120000165
对于标识为m的靶标，在所述世界坐标系中，从预设位的
Figure FDA0003497241120000166
到所述世界坐标系的原点OW到所述载体位于实际位时的主靶点Am的矢量
Figure FDA0003497241120000167
的旋转矩阵为：
Figure FDA0003497241120000168
将主靶点矢量
Figure FDA0003497241120000169
从初始位旋转至
Figure FDA00034972411200001610
Figure FDA00034972411200001611
作为靶标坐标系与世界坐标系间的平移矢量表达为：
Figure FDA00034972411200001612
其中：
Figure FDA00034972411200001613
和
Figure FDA00034972411200001614
表示
Figure FDA00034972411200001615
中的各项；Am为靶标m的坐标系原点Otm；所述标识为m的靶标为某一姿态时主靶点Am对应的交会点Fm与所述主靶点Am位于同一所述主光轴上；其中，AmFm表示交会点Fm与对应的主靶点Am之间的距离；
Figure FDA0003497241120000171
表示世界坐标系与靶标坐标系间的平移量；
所述基于所述视觉系统结构参数中焦距、交会点和外方位元素、所述视觉系统中陀螺装置的陀螺值以及在所述世界坐标系中表达的所述载体位于实际位时的主靶点矢量，求解交切距和主光轴旋转半径，并确定所述焦距与交切距之间的拟合函数，具体包括：
对于每一靶标，所述视觉传感器在任一目标焦距下，获取多张包括任意姿态的所述靶标的样本图像；其中，所述靶标的任意两张所述样本图像中，所述靶标相对于所述视觉传感器之间的距离和姿态均不同；
基于在各所述目标焦距获取的各所述靶标各所述姿态的样本图像，分别获取各所述目标焦距对应的各所述交切距dz的解，具体包括：
对于标识为m的靶标，基于任一目标焦距下获取的n姿态的所述样本图像；获取所述载体位于实际位时的n姿态的靶标上的主靶点An在所述标识为m的靶标的坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000172
基于所述主靶点An在所述标识为m的靶标的坐标系中坐标
Figure FDA0003497241120000173
在所述世界坐标系中表达所述主靶点An的坐标
Figure FDA0003497241120000174
Figure FDA0003497241120000175
基于所述目标焦距下获取的包括所述n姿态标识为m的靶标的各所述样本图像，获取所述载体位于实际位时所述主光轴与所述主光轴旋转球的切点对应的交会点Fn在所述靶标的坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000181
基于交会点Fn在所述的靶标的坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000182
在所述世界坐标系中表达所述交会点Fn的坐标
Figure FDA0003497241120000183
Figure FDA0003497241120000184
基于所述目标焦距下获取的n姿态的靶标的所述样本图像，在所述世界坐标系表达所述主靶点An和所述交会点Fn对应的所述主光轴与所述主光轴旋转球的切点
Figure FDA0003497241120000185
Figure FDA0003497241120000186
其中，所述主靶点An、所述交会点Fn和所述切点Pn均位于同一所述主光轴上；
对于n姿态标识为m的靶标，基于所述主靶点An在所述世界坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000187
所述交会点Fn在所述世界坐标系中的坐标
Figure FDA0003497241120000188
和所述切点Pn的坐标
Figure FDA0003497241120000189
获得切线三点共线方程：
Figure FDA00034972411200001810
其中，λ表示常数；
将基于所述主光轴的旋转半径ρ0和所述交切距dz表达的所述主靶点An的坐标、所述交会点Fn的坐标和所述切点Pn的坐标代入所述切线三点共线方程，解得：
Figure FDA0003497241120000191
其中，
Figure FDA0003497241120000192
Figure FDA0003497241120000193
对解得的
Figure FDA0003497241120000194
进行泰勒展开，保留一次项，得到：
Figure FDA0003497241120000201
其中，
Figure FDA0003497241120000202
其中，
Figure FDA0003497241120000203
Figure FDA0003497241120000204
其中
Figure FDA0003497241120000205
Figure FDA0003497241120000211
Figure FDA0003497241120000212
Figure FDA0003497241120000213
其中，
Figure FDA0003497241120000214
和
Figure FDA0003497241120000215
表示
Figure FDA0003497241120000216
矩阵的各项；
将误差方程表示为：
Figure FDA0003497241120000217
其中，常数项矢量为
Figure FDA0003497241120000218
系数列矩阵为
Figure FDA0003497241120000221
解得第n次迭代改正数为Xn＝(Λn TΛn)-1Λn TLn；
根据所述误差方程的改正数项拆解Xn＝[d(dz)，dρ0]T，迭代运算得到所述目标焦距对应的交切距dz和主光轴旋转半径ρ0的解；
获取各所述目标焦距对应的各所述交切距dz的解之后，基于每一所述目标焦距与所述目标焦距对应的所述交切距dz的解，获得所述焦距f与所述交切距dz的拟合函数；
所述利用所述视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像之后，对所述待测点在各所述目标图像中对应的待测像点进行立体场误差校正，并在所述世界坐标系中表达经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，具体包括：
利用视觉系统中的视觉传感器，获取多张包括待测点的目标图像；
基于各所述目标图像，确定所述待测点在每一所述目标图像中对应的像点在所述视觉传感器坐标系中的像坐标
Figure FDA0003497241120000222
利用预先获取的像方垂轴校正数据W＝[Wx，Wy]T校正所述待测像点的像坐标
Figure FDA0003497241120000223
获得所述视觉传感器坐标系中每一所述待测像点像方垂轴校正后的第一坐标
Figure FDA0003497241120000224
利用轴向校正数据a校正每一所述待测像点坐标
Figure FDA0003497241120000225
获得所述视觉传感器坐标系中每一所述待测像点校正后的第二坐标
Figure FDA0003497241120000226
将所述世界坐标系的原点到像平面坐标系原点的预设位矢量在所述世界坐标系中表达为[0，ρ0，-f-dz]T之后，将所述视觉传感器坐标系中的所述第一坐标
Figure FDA0003497241120000227
和所述第二坐标
Figure FDA0003497241120000231
转换至所述世界坐标系中，得到所述待测点对应的各所述待测像点在所述世界坐标系中的第三坐标
Figure FDA0003497241120000232
和第四坐标
Figure FDA0003497241120000233
Figure FDA0003497241120000234
Figure FDA0003497241120000235
所述基于所述拟合函数、所述视觉系统结构参数以及在所述世界坐标系中表达的经过立体场误差校正之后的各所述待测像点，对所述待测点进行前方交会测量，获得所述待测点在所述世界坐标系中的坐标值，具体包括：
对所述视觉传感器进行焦距标定，确定所述视觉传感器的所述焦距f；
基于预先确定的所述焦距f与所述交切距dz的拟合函数，确定所述焦距f对应的所述交切距dz；
基于所述载体位于预设位时，所述世界坐标系的原点OW到所述交会点Fp的矢量
Figure FDA0003497241120000236
将所述载体位于实际位时，所述世界坐标系的原点OW到所述待测点对应的交会点
Figure FDA0003497241120000237
的矢量表达为：
Figure FDA0003497241120000238
其中，
Figure FDA0003497241120000239
为所述载体的预设位到所述载体位于实际位时的主靶点的旋转变换矩阵；
基于所述待测点Bn在所述世界坐标系中的坐标
Figure FDA00034972411200002310
待测点Bn对应的各待测像点在所述世界坐标系中的第三坐标
Figure FDA00034972411200002311
和所述待测点Bn对应的交会点Fn，获得三点共线方程：
Figure FDA00034972411200002312
解得：
Figure FDA0003497241120000241
进行泰勒展开，得到：
Figure FDA0003497241120000242
其中，
Figure FDA0003497241120000243
将误差方程表达为：
Figure FDA0003497241120000244
其中，常数项
Figure FDA0003497241120000245
系数列矩阵
Figure FDA0003497241120000246
解得第n次迭代改正数为：χn＝(Λn TΛn)-1Λn TLn；
根据第n次迭代改正数χn，迭代运行得到所述第三坐标对应的待测点Bn的第一解
Figure FDA0003497241120000247
基于所述待测点Bn、待测点Bn对应的各待测像点在所述世界坐标系中的所述第四坐标
Figure FDA0003497241120000251
和所述待测点Bn对应的交会点Fn，基于上述方法，得到所述第四坐标对应的待测点Bn的第二解
Figure FDA0003497241120000252
根据所述第一解
Figure FDA0003497241120000253
和所述第二解
Figure FDA0003497241120000254
确定所述待测点Bn在所述世界坐标系中的坐标值为
Figure FDA0003497241120000255
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的步骤。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法的步骤。
CN202110604995.2A 2021-05-31 2021-05-31 基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统 Active CN113405532B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110604995.2A CN113405532B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110604995.2A CN113405532B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113405532A CN113405532A (zh) 2021-09-17
CN113405532B true CN113405532B (zh) 2022-05-06

Family

ID=77675517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110604995.2A Active CN113405532B (zh) 2021-05-31 2021-05-31 基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113405532B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114516051B (zh) * 2022-03-18 2023-05-30 中国农业大学 三个及以上自由度机器人视觉测量的前方交会方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107449419A (zh) * 2017-07-21 2017-12-08 中国人民解放军国防科学技术大学 体目标连续运动参数的全参数化视觉测量方法
CN107564061A (zh) * 2017-08-11 2018-01-09 浙江大学 一种基于图像梯度联合优化的双目视觉里程计算方法
CN108489395A (zh) * 2018-04-27 2018-09-04 中国农业大学 视觉测量系统结构参数标定和仿射坐标系构建方法与系统
CN110345921A (zh) * 2019-06-12 2019-10-18 中国农业大学 立体视场视觉测量及垂轴像差和轴向像差校正方法及系统
CN111829452A (zh) * 2020-06-04 2020-10-27 中国人民解放军63921部队 拖曳式立体测量单元、系统和空间目标测量方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107449419A (zh) * 2017-07-21 2017-12-08 中国人民解放军国防科学技术大学 体目标连续运动参数的全参数化视觉测量方法
CN107564061A (zh) * 2017-08-11 2018-01-09 浙江大学 一种基于图像梯度联合优化的双目视觉里程计算方法
CN108489395A (zh) * 2018-04-27 2018-09-04 中国农业大学 视觉测量系统结构参数标定和仿射坐标系构建方法与系统
CN110345921A (zh) * 2019-06-12 2019-10-18 中国农业大学 立体视场视觉测量及垂轴像差和轴向像差校正方法及系统
CN111829452A (zh) * 2020-06-04 2020-10-27 中国人民解放军63921部队 拖曳式立体测量单元、系统和空间目标测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113405532A (zh) 2021-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108489395B (zh) 视觉测量系统结构参数标定和仿射坐标系构建方法与系统
CN113532311B (zh) 点云拼接方法、装置、设备和存储设备
CN111415387B (zh) 相机位姿确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN109544630B (zh) 位姿信息确定方法和装置、视觉点云构建方法和装置
CN109752003B (zh) 一种机器人视觉惯性点线特征定位方法及装置
CN110880189A (zh) 联合标定方法及其联合标定装置和电子设备
CN108734744A (zh) 一种基于全站仪的远距离大视场双目标定方法
CN112686950B (zh) 位姿估计方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质
CN111791235B (zh) 一种机器人多相机视觉惯性点线特征定位方法及装置
CN110842901A (zh) 基于一种新型三维标定块的机器人手眼标定方法与装置
CN113137968B (zh) 基于多传感器融合的重定位方法、重定位装置和电子设备
CN113920206A (zh) 透视移轴相机的标定方法
CN111429530A (zh) 一种坐标标定方法及相关装置
CN113744340A (zh) 用轴向视点偏移的非中心相机模型校准相机并计算点投影
CN112729109B (zh) 一种点云数据的校正方法及装置
CN113405532B (zh) 基于视觉系统结构参数的前方交会测量方法及系统
CN114516051B (zh) 三个及以上自由度机器人视觉测量的前方交会方法及系统
CN116051634A (zh) 一种视觉定位方法、终端及存储介质
CN118424150B (zh) 测量方法、扫描设备及存储介质
CN119379813A (zh) 传感器外参的标定方法、装置、设备及存储介质
CN117274326B (zh) 基于距离估计和姿态参数的机器视觉图像配准方法和系统
CN111699445B (zh) 机器人运动学模型优化方法、系统和存储装置
CN116091546B (zh) 光学相机推扫模式下的观测构建方法
CN109895098A (zh) 一种机器人结构参数和手眼关系的统一标定模型
CN116038719A (zh) 一种机械臂末端位姿跟踪测量方法、装置及设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant