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1、第27卷第4期电子测量与仪器学报Vol.27No.42013年4月JOURNALOFELECTRONICMEASUREMENTANDINSTRUMENT·347·DOI:10.3724/SP.J.1187.2013.00347*基于单目视觉的平面测量11112尹英杰徐德张正涛王欣刚屈稳太(1.中国科学院自动化研究所精密感知与控制研究中心北京100190;2.浙江大学宁波理工学院宁波315100)摘要:针对平面上目标的定位及长度测量等问题,提出了一种基于单目视觉测量平面上物体位置的方法,并讨论了标定点的选取原则。在被测目标所在平面上放置平面靶标,在平面靶标
2、上选取标定点,通过最小二乘法求取模型参数,实现单目视觉测量模型的标定。利用标定出的模型参数,根据目标的图像坐标计算出其平面坐标位置,从而实现目标的定位及长度测量。标定点个数至少为4个,并且标定点需满足特定的位置关系。实验中测得目标长度的相对误差小于0.3%,验证了该方法的有效性。关键词:测量模型;标定;平面靶标;单目视觉;视觉测量+中图分类号:TP242.6.2文献标识码:A国家标准学科分类代码:510.8060Planemeasurementbasedonmonocularvision11112YinYingjieXuDeZhangZhengtaoWa
3、ngXingangQuWentai(1.ResearchCenterofPrecisionSensingandControl,InstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China;2.NingboInstituteofTechnology,ZhejiangUniversity,Ningbo315100,China)Abstract:Aimingattheproblemaboutthepositioningofobjectonplaneandlengthmeasurement,
4、amethodformeasuringobjectpositionontheplanebasedonmonocularvisionisproposed.Theselectionprincipleofthecali-brationpointisdiscussed.Aplanartargetisplacedontheplane,thecalibrationpointsareselectedintheplanartarget,andmodelparameterscanbecalculatedusingtheleastsquaremethod.Thentheme
5、asurementmodelcali-brationisrealized.Theobject'spositionontheplanecanbecalculatedusingitsimagecoordinatesandthemeas-urementmodelparameters,andthegoalofpositioningandlengthmeasurementonplaneisachieved.Fourpointsatleastarechosenintheplanartarget,andthecalibrationpointsneedtomeetspe
6、cificpositionrelation.Therelativeerrorofthetarget'slengthislessthan0.3%intheexperimentalresult,whichverifiestheeffectivenessofthepro-posedmethod.Keywords:measurementmodel;calibration;planartarget;monocularvision;visualmeasurement通过引入特征点与摄像机成像中心之间的距离因1引言子建立位姿测量模型,并将位姿测量模型进行线视觉测量技术
7、具有非接触,精度高等特点。常性化处理,最后利用线性方程的基础解和变量变[1-4]见的视觉测量方法主要有单目视觉测量、双目换中变量之间的相互关系,实现位姿参数的求解。视觉测量[5-10]、结构光视觉测量[11-13]等。Xu[1]等[5]Goto等通过将双目视觉和运动视觉进行结合,[6]在移动机器人的顶端安装单目摄像头,通过摄像提高了三维视觉的测量精度。Zheng等提出了一头获取天花板上的角点、平行线等特征,从而实现种通过双目立体视觉测量已知半径的圆的姿态的[2][7]移动机器人的视觉定位。王鹏等在运用单目视简单方法。Li在传统的双目立体视觉的基础上觉进行
8、位姿测量的过程中使用4个共面特征点,对双目球形立体视觉进行了探讨。双目视觉可以收
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